【unity小技巧】unity最完美的CharacterController 3d角色控制器，实现移动、跳跃、下蹲、奔跑、上下坡，复制粘贴即可
最终效果
文章目录
- 最终效果
- 前言
- 为什么使用CharacterController
- SimpleMove和Move如何选择？
-
- 1. SimpleMove
- 2. Move
- 配置CharacterController参数
- 控制相机
- 移动
- 跳跃
- 下蹲
- 处理下坡抖动问题
- 实现奔跑和不同移速控制
- 完整代码
- 完结
前言
其实一开始我是不打算写的，我感觉这种简单的功能，网上随便一搜一大堆，但是我发现网上很多都是复制粘贴，要么没有实操过，要么就是功能不全，或者毫无解释的把代码丢出来，我自以为简单的3D角色控制，我整整花了3-4天才研究明白（虽然每天只花几个小时），下面是记录我的一些思路过程，希望对你有帮助。
其实之前实战有做过FPS移动控制，只是没有说的很全面，刚兴趣可以查看之前的文章：
【用unity实现100个游戏之18】从零开始制作一个类CSGO/CS2、CF第一人称FPS射击游戏——基础篇1
为什么使用CharacterController
Unity中常用的三种角色移动方式如下：
-
使用刚体（Rigidbody）组件：这种方式将角色对象添加刚体组件，并通过力（Force）或者速度（Velocity）来控制移动。你可以使用输入控制器（例如键盘、手柄）获取移动输入，然后将对应的力或速度施加给角色刚体，从而实现移动。
-
使用Transform组件的Translate方法：这种方式直接使用Transform组件的Translate方法来移动角色。你可以通过获取输入控制器的输入，计算出移动方向和距离，然后调用Translate方法将角色移动到指定位置。
-
使用Character Controller组件：这种方式需要将角色对象添加Character Controller组件，并使用Character Controller提供的Move方法来移动角色。你可以通过输入控制器获取移动输入，然后将输入转换为移动向量，并传递给Character Controller的Move方法来实现移动。
刚体自带重力和物理效果，但是对于爬坡，走楼梯要单独处理，比较麻烦。（ps：当然，后面有机会我在研究Rigidbody如何控制人物，可以关注期待一下）
Transform呢，不带重力又不带碰撞，移动不受物理引擎控制，可能导致穿透墙壁或其他对象。不支持碰撞和重力等物理效果。所以我说直接pass的
CharacterController主要是不适用于需要处理复杂物理交互的情况，例如推动物体等。但是对于爬坡，楼梯自带了处理方式，完美解决了刚体的痛点，而如果你想推动物体也可以直接给物体一个推力即可解决
SimpleMove和Move如何选择？
而对于CharacterController有用两种移动实现方式，SimpleMove和Move。
1. SimpleMove
- 不受Y轴速度影响，自带重力效果，
无法实现跳跃功能 - 返回值为Bool，当角色接触地面返回True，反之为False。
- SimpleMove方法是CharacterController组件提供的一个用于处理角色平面移动的简化方法，它自动处理了角色与地面的碰撞* 检测和摩擦，但它不支持跳跃等垂直方向的动作
2. Move
- 无重力效果，自行实现重力，
可做跳跃功能 - 返回值（CollisionFlags对象），返回角色与物体碰撞的信息
可以看到SimpleMove看着虽好，但是最大的痛点是无法实现跳跃，所以我们只能忍痛Pass掉
配置CharacterController参数
新增一个胶囊体，代表角色，在角色身上新增CharacterController组件，参数配置如下
控制相机
将相机拖入为玩家的子物体，放置在角色的头部位置，修改
新增MouseLook脚本，挂载在相机上，控制相机视角
public class MouseLook : MonoBehaviour
{
// 鼠标灵敏度
public float mouseSensitivity = 1000f;
// 玩家的身体Transform组件，用于旋转
public Transform playerBody;
// x轴的旋转角度
float xRotation = 0f;
void Start()
{
// 锁定光标到屏幕中心，并隐藏光标
Cursor.lockState = CursorLockMode.Locked;
}
// Update在每一帧调用
void Update()
{
// 执行自由视角查看功能
FreeLook();
}
// 自由视角查看功能的实现
void FreeLook()
{
// 获取鼠标X轴和Y轴的移动量，乘以灵敏度和时间，得到平滑的移动速率
float mouseX = Input.GetAxis("Mouse X") * mouseSensitivity * Time.deltaTime;
float mouseY = Input.GetAxis("Mouse Y") * mouseSensitivity * Time.deltaTime;
//限制旋转角度在-90到90度之间，防止过度翻转
xRotation = Mathf.Clamp(xRotation, -90f, 90f);
// 累计x轴上的旋转量
xRotation -= mouseY;
// 应用摄像头的x轴旋转
transform.localRotation = Quaternion.Euler(xRotation, 0f, 0f);
// 应用玩家身体的y轴旋转
playerBody.Rotate(Vector3.up * mouseX);
}
}
效果
移动
经过上面的分享，我们使用Move实现一下人物的移动
新增MovementScript脚本，挂载在角色身上
public class MovementScript : MonoBehaviour
{
[Tooltip("角色控制器")] public CharacterController characterController;
private float horizontal;
private float vertical;
[Header("移动")]
[Tooltip("角色行走的速度")] public float walkSpeed = 6f;
[Tooltip("当前速度")] private float speed;
void Start()
{
speed = walkSpeed;
}
void Update()
{
horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
vertical = Input.GetAxis("Vertical");
moveDirection = transform.right * horizontal + transform.forward * vertical; // 计算移动方向
//将该向量从局部坐标系转换为世界坐标系，得到最终的移动方向，效果和上面的一样
// moveDirection = transform.TransformDirection(new Vector3(h, 0, v));
moveDirection = moveDirection.normalized; // 归一化移动方向，避免斜向移动速度过快
characterController.Move(moveDirection * Time.deltaTime * speed);
}
}
效果
跳跃
地面检测我们就用圆形球体把，因为人物是胶囊体，这种方法最合适
[Header("地面检测")]
[Tooltip("地面检测位置")] public Transform groundCheck;
[Tooltip("地面检测半径")] public float sphereRadius = 0.4f;
[Tooltip("是否在地面")] private bool isGround;
[Header("跳跃")]
[Tooltip("角色跳跃的高度")] public float jumpHeight = 2.5f;
[Tooltip("判断是否在跳跃")] private bool isJumping;
void Update()
{
//地面检测
isGround = IsGrounded();
SetJump();
}
//控制跳跃
void SetJump()
{
if (Input.GetButtonDown("Jump") && isGround)
{
isJump = true;
moveDirection.y = jumpHeight;
}
moveDirection.y -= Gravity * Time.deltaTime;
characterController.Move(moveDirection * Time.deltaTime * speed);
isJump = false;
}
//是否在地面
bool IsGrounded()
{
Collider[] colliders = Physics.OverlapSphere(groundCheck.position, sphereRadius);
foreach (Collider collider in colliders)
{
if (collider.gameObject != gameObject && !IsChildOf(collider.transform, transform)) // 忽略角色自身和所有子集碰撞体
{
return true;
}
}
return false;
}
//判断child是否是parent的子集
bool IsChildOf(Transform child, Transform parent)
{
while (child != null)
{
if (child == parent)
{
return true;
}
child = child.parent;
}
return false;
}
//在场景视图显示检测，方便调试
private void OnDrawGizmos()
{
Gizmos.color = Color.red;
//地面检测可视化
Gizmos.DrawWireSphere(groundCheck.position, sphereRadius);
}
配置地面检测点位置
效果
下蹲
下蹲的逻辑就是让CharacterController 的高度减半，还有中心点的位置也跟着减半，当然还有摄像机的高度，还需要注意的是人物如果头顶有东西的时候我们是不允许他起立的，不然会穿模，所以还需要一个头顶检测，头顶我们使用盒子检测最好，可以覆盖整个头部
[Header("相机")]
[Tooltip("摄像机相机")] public Transform mainCamera;
[Tooltip("摄像机高度变化的平滑值")] public float interpolationSpeed = 10f;
[Tooltip("当前摄像机的位置")] private Vector3 cameraLocalPosition;
[Tooltip("当前摄像机的高度")] private float height;
[Header("头顶检测")]
[Tooltip("头顶检测位置")] public Transform headCheck;
[Tooltip("盒子半长、半宽、半高")] public Vector3 halfExtents = new Vector3(0.4f, 0.5f, 0.4f);
[Tooltip("判断玩家是否可以站立")] private bool isCanStand;
[Header("下蹲")]
[Tooltip("下蹲时候的玩家高度")] private float crouchHeight;
[Tooltip("判断玩家是否在下蹲")] private bool isCrouching;
[Tooltip("正常站立时玩家高度")] private float standHeight;
void Start()
{
standHeight = characterController.height;
crouchHeight = standHeight / 2;
cameraLocalPosition = mainCamera.localPosition;
speed = walkSpeed;
}
void Update()
{
//头顶检测
isCanStand = CanStand();
SetCrouch();
}
//控制下蹲
void SetCrouch()
{
if (Input.GetKey(KeyCode.LeftControl))
{
Crouch(true);
}
else
{
Crouch(false);
}
}
//newCrouching控制下蹲起立
public void Crouch(bool newCrouching)
{
if (!newCrouching && !isCanStand) return; //准备起立时且头顶有东西，不能进行站立
isCrouching = newCrouching;
float targetHeight = isCrouching ? crouchHeight : standHeight;
characterController.height = targetHeight; //根据下蹲状态设置下蹲时候的高度和站立的高度
characterController.center = new Vector3(0, targetHeight / 2, 0); //将角色控制器的中心位置Y，从头顶往下减少1半的高度
// 设置下蹲站立时候的摄像机高度
float heightTarget = isCrouching ? cameraLocalPosition.y / 2 + characterController.center.y : cameraLocalPosition.y;
height = Mathf.Lerp(height, heightTarget, interpolationSpeed * Time.deltaTime);//平滑过渡
mainCamera.localPosition = new Vector3(cameraLocalPosition.x, height, cameraLocalPosition.z);
}
//是否可以起立,及头顶是否有物品
bool CanStand()
{
Collider[] colliders = Physics.OverlapBox(headCheck.position, halfExtents);
foreach (Collider collider in colliders)
{
//忽略角色自身和所有子集碰撞体
if (collider.gameObject != gameObject && !IsChildOf(collider.transform, transform))
{
return false;
}
}
return true;
}
//在场景视图显示检测，方便调试
private void OnDrawGizmos()
{
Gizmos.color = Color.red;
//头顶检测可视化
Gizmos.DrawWireCube(headCheck.position, halfExtents * 2f);
}
配置头顶检测
效果
处理下坡抖动问题
你的人物在下斜坡时可能会出现一个问题，人物下坡出现抖动，抖动其实本身可以理解，但是这个下坡抖动会影响地面检测准度，导致我们移动下坡时可能跳不起来，当然这不是我们想要的，具体的处理思路就是当我们判断在斜面时，给人物一个向下的压力，让人物没那么容易离地，而判断在斜面的方法就从人物向下打一条射线，判断射线和地面的法线如果非90度就是在斜面了
[Header("斜坡检测")]
[Tooltip("斜坡射线长度")] public float slopeForceRayLength = 0.2f;
[Tooltip("是否在斜坡")] private bool isSlope;
[Header("斜坡")]
[Tooltip("走斜坡时向下施加的力度")] public float slopeForce = 6.0f;
void Update()
{
//斜坡检测
isSlope = OnSlope();
SetJump();
}
//控制跳跃
void SetJump()
{
//。。。
//为了不影响跳跃，一定要在isJumping = false之前加力
SetSlope();
isJumping = false;
}
//控制斜坡
public void SetSlope()
{
//如果处于斜坡
if (isSlope && !isJumping)
{
//向下增加力
moveDirection.y = characterController.height / 2 * slopeForceRayLength;
characterController.Move(Vector3.down * characterController.height / 2 * slopeForce * Time.deltaTime);
}
}
//是否在斜面
public bool OnSlope()
{
RaycastHit hit;
// 向下打出射线（检测是否在斜坡上）
if (Physics.Raycast(transform.position + characterController.height / 2 * Vector3.down, Vector3.down, out hit, characterController.height / 2 * slopeForceRayLength))
{
// 如果接触到的点的法线，不在(0,1,0)的方向上，那么人物就在斜坡上
if (hit.normal != Vector3.up)
return true;
}
return false;
}
//在场景视图显示检测，方便调试
private void OnDrawGizmos()
{
Gizmos.color = Color.red;
//斜坡检测可视化
Debug.DrawRay(transform.position + characterController.height / 2 * Vector3.down, Vector3.down * characterController.height / 2 * slopeForceRayLength, Color.blue);
}
斜坡检测线
效果
实现奔跑和不同移速控制
[Header("移动")]
[Tooltip("角色行走的速度")] public float walkSpeed = 6f;
[Tooltip("角色奔跑的速度")] public float runSpeed = 9f;
[Tooltip("角色下蹲的速度")] public float crouchSpeed = 3f;
[Tooltip("角色移动的方向")] private Vector3 moveDirection;
[Tooltip("当前速度")] private float speed;
[Tooltip("是否奔跑")] private bool isRun;
//速度设置
void SetSpeed()
{
if (isRun)
{
speed = runSpeed;
}
else if (isCrouching)
{
speed = crouchSpeed;
}
else
{
speed = walkSpeed;
}
}
//控制奔跑
void SetRun()
{
if (Input.GetKey(KeyCode.LeftShift) && !isCrouching)
{
isRun = true;
}
else
{
isRun = false;
}
}
效果
完整代码
注意：代码的参数都是经过我测试过的，复制即可使用，并不推荐大家修改，除非你知道自己在干什么
[RequireComponent(typeof(CharacterController))]
public class MovementScript : MonoBehaviour
{
[Tooltip("角色控制器")] public CharacterController characterController;
[Tooltip("重力加速度")] private float Gravity = 9.8f;
private float horizontal;
private float vertical;
[Header("相机")]
[Tooltip("摄像机相机")] public Transform mainCamera;
[Tooltip("摄像机高度变化的平滑值")] public float interpolationSpeed = 10f;
[Tooltip("当前摄像机的位置")] private Vector3 cameraLocalPosition;
[Tooltip("当前摄像机的高度")] private float height;
[Header("移动")]
[Tooltip("角色行走的速度")] public float walkSpeed = 6f;
[Tooltip("角色奔跑的速度")] public float runSpeed = 9f;
[Tooltip("角色下蹲的速度")] public float crouchSpeed = 3f;
[Tooltip("角色移动的方向")] private Vector3 moveDirection;
[Tooltip("当前速度")] private float speed;
[Tooltip("是否奔跑")] private bool isRun;
[Header("地面检测")]
[Tooltip("地面检测位置")] public Transform groundCheck;
[Tooltip("地面检测半径")] public float sphereRadius = 0.4f;
[Tooltip("是否在地面")] private bool isGround;
[Header("头顶检测")]
[Tooltip("头顶检测位置")] public Transform headCheck;
[Tooltip("盒子半长、半宽、半高")] public Vector3 halfExtents = new Vector3(0.4f, 0.5f, 0.4f);
[Tooltip("判断玩家是否可以站立")] private bool isCanStand;
[Header("斜坡检测")]
[Tooltip("斜坡射线长度")] public float slopeForceRayLength = 0.2f;
[Tooltip("是否在斜坡")] private bool isSlope;
[Header("跳跃")]
[Tooltip("角色跳跃的高度")] public float jumpHeight = 2.5f;
[Tooltip("判断是否在跳跃")] private bool isJumping;
[Header("下蹲")]
[Tooltip("下蹲时候的玩家高度")] private float crouchHeight;
[Tooltip("判断玩家是否在下蹲")] private bool isCrouching;
[Tooltip("正常站立时玩家高度")] private float standHeight;
[Header("斜坡")]
[Tooltip("走斜坡时施加的力度")] public float slopeForce = 6.0f;
void Start()
{
standHeight = characterController.height;
crouchHeight = standHeight / 2;
cameraLocalPosition = mainCamera.localPosition;
speed = walkSpeed;
}
void Update()
{
horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
vertical = Input.GetAxis("Vertical");
//地面检测
isGround = IsGrounded();
//头顶检测
isCanStand = CanStand();
//斜坡检测
isSlope = OnSlope();
SetSpeed();
SetRun();
SetCrouch();
SetMove();
SetJump();
}
//速度设置
void SetSpeed()
{
if (isRun)
{
speed = runSpeed;
}
else if (isCrouching)
{
speed = crouchSpeed;
}
else
{
speed = walkSpeed;
}
}
//控制奔跑
void SetRun()
{
if (Input.GetKey(KeyCode.LeftShift) && !isCrouching)
{
isRun = true;
}
else
{
isRun = false;
}
}
//控制下蹲
void SetCrouch()
{
if (Input.GetKey(KeyCode.LeftControl))
{
Crouch(true);
}
else
{
Crouch(false);
}
}
//控制移动
void SetMove()
{
if (isGround)
{
moveDirection = transform.right * horizontal + transform.forward * vertical; // 计算移动方向
//将该向量从局部坐标系转换为世界坐标系，得到最终的移动方向
// moveDirection = transform.TransformDirection(new Vector3(h, 0, v));
moveDirection = moveDirection.normalized; // 归一化移动方向，避免斜向移动速度过快
}
}
//控制跳跃
void SetJump()
{
if (Input.GetButtonDown("Jump") && isGround)
{
isJumping = true;
moveDirection.y = jumpHeight;
}
moveDirection.y -= Gravity * Time.deltaTime;
characterController.Move(moveDirection * Time.deltaTime * speed);
//为了不影响跳跃，一定要在isJumping = false之前加力
SetSlope();
isJumping = false;
}
//控制斜坡
public void SetSlope()
{
//如果处于斜坡
if (isSlope && !isJumping)
{
//向下增加力
moveDirection.y = characterController.height / 2 * slopeForceRayLength;
characterController.Move(Vector3.down * characterController.height / 2 * slopeForce * Time.deltaTime);
}
}
//newCrouching控制下蹲起立
public void Crouch(bool newCrouching)
{
if (!newCrouching && !isCanStand) return; //准备起立时且头顶有东西，不能进行站立
isCrouching = newCrouching;
float targetHeight = isCrouching ? crouchHeight : standHeight;
float heightChange = targetHeight - characterController.height; //计算高度变化
characterController.height = targetHeight; //根据下蹲状态设置下蹲时候的高度和站立的高度
characterController.center += new Vector3(0, heightChange / 2, 0); //根据高度变化调整中心位置
// 设置下蹲站立时候的摄像机高度
float heightTarget = isCrouching ? cameraLocalPosition.y / 2 + characterController.center.y : cameraLocalPosition.y;
height = Mathf.Lerp(height, heightTarget, interpolationSpeed * Time.deltaTime);
mainCamera.localPosition = new Vector3(cameraLocalPosition.x, height, cameraLocalPosition.z);
}
//是否可以起立,及头顶是否有物品
bool CanStand()
{
Collider[] colliders = Physics.OverlapBox(headCheck.position, halfExtents);
foreach (Collider collider in colliders)
{
//忽略角色自身和所有子集碰撞体
if (collider.gameObject != gameObject && !IsChildOf(collider.transform, transform))
{
return false;
}
}
return true;
}
//是否在地面
bool IsGrounded()
{
Collider[] colliders = Physics.OverlapSphere(groundCheck.position, sphereRadius);
foreach (Collider collider in colliders)
{
if (collider.gameObject != gameObject && !IsChildOf(collider.transform, transform)) // 忽略角色自身和所有子集碰撞体
{
return true;
}
}
return false;
}
//是否在斜面
public bool OnSlope()
{
RaycastHit hit;
// 向下打出射线（检测是否在斜坡上）
if (Physics.Raycast(transform.position + characterController.height / 2 * Vector3.down, Vector3.down, out hit, characterController.height / 2 * slopeForceRayLength))
{
// 如果接触到的点的法线，不在(0,1,0)的方向上，那么人物就在斜坡上
if (hit.normal != Vector3.up)
return true;
}
return false;
}
//判断child是否是parent的子集
bool IsChildOf(Transform child, Transform parent)
{
while (child != null)
{
if (child == parent)
{
return true;
}
child = child.parent;
}
return false;
}
//在场景视图显示检测，方便调试
private void OnDrawGizmos()
{
Gizmos.color = Color.red;
//头顶检测可视化
Gizmos.DrawWireCube(headCheck.position, halfExtents * 2f);
//地面检测可视化
Gizmos.DrawWireSphere(groundCheck.position, sphereRadius);
//斜坡检测可视化
Debug.DrawRay(transform.position + characterController.height / 2 * Vector3.down, Vector3.down * characterController.height / 2 * slopeForceRayLength, Color.blue);
}
}
完结
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好了，我是向宇，https://xiangyu.blog.csdn.net
一位在小公司默默奋斗的开发者，出于兴趣爱好，最近开始自学unity，闲暇之余，边学习边记录分享，站在巨人的肩膀上，通过学习前辈们的经验总是会给我很多帮助和启发！php是工作，unity是生活！如果你遇到任何问题，也欢迎你评论私信找我， 虽然有些问题我也不一定会，但是我会查阅各方资料，争取给出最好的建议，希望可以帮助更多想学编程的人，共勉~