喵的Unity游戏开发之路 - 游泳

原文：

https://mp.weixin.qq.com/s/-ERFNB1GRZ6UAkHOhP9UQw

 

   很多童鞋没有系统的Unity3D游戏开发基础，也不知道从何开始学。为此我们精选了一套国外优秀的Unity3D游戏开发教程，翻译整理后放送给大家，教您从零开始一步一步掌握Unity3D游戏开发。 本文不是广告，不是推广，是免费的纯干货！本文全名：喵的Unity游戏开发之路 - 移动 - 游泳 - 在水中移动和漂浮

 

 

 

 

 

• 检测水量。

• 施加水阻力和浮力。

• 在水上游泳，包括上下游泳。

• 使物体漂浮。

 

 

 

这是关于控制角色移动的系列教程的第九部分。它可以漂浮在水中并在水中移动。

 

本教程使用Unity 2019.4.1f创建。它还使用ProBuilder软件包。

 

 

 

Unity升级

我已升级到Unity 2019.4 LTS和ProBuilder 4.2.3版本，因此某些视觉效果已更改。

效果之一

 

 

 

 

 

水

 

很多游戏都含有水，而且通常都可以游泳。但是，没有针对互动式水的开箱即用的解决方案。PhysX不直接支持它，因此我们必须自己创建一个近似的水。

 

 

 

水景

 

为了演示水，我创建了一个包含游泳池的场景。它具有各种岸边配置，两个水平面，两个水隧道，一个水桥以及可以在水底行走的地方。我们的水也可以在任意重力下工作，但是此场景使用简单的均匀重力。

 

 

水面由具有半透明蓝色材料的单面扁平网制成。从上方可见，但从下方看不到。

 

 

必须使用设置为触发器的对撞机来描述水的体积。我在大多数体积中都使用了不带网孔的箱式对撞机，缩放比例略大于所需的体积，因此水中不会有任何缝隙。一些地方需要更复杂的ProBuilder网格以适合体积。还必须将其设置为触发器，这可以通过ProBuilder窗口中的“ 设置触发器”选项来完成。请注意，作为触发器的网格碰撞器必须是凸形的。凹面网格会自动生成将其包裹起来的凸面版本，但会导致它戳出所需水量的地方。弯曲的水桥就是一个例子，为此我制作了一个简化的凸对撞机。

 

 

 

 

 

忽略触发器碰撞器

 

所有水体积对象都在“ 水”层上，应将其排除在运动球体和轨道摄影机的所有层蒙版中。即使到那时，通常我们目前拥有的两个物理查询也仅用于常规对撞机，而不是触发器。可以通过“ 物理/查询命中触发器”项目设置来配置是否检测到触发器。但是我们永远都不想使用代码来检测触发器，因为我们现在拥有什么，因此无论项目设置如何，我们都将其明确化。

 

第一个查询在MovingSphere.SnapToGround中。将

QueryTriggerInteraction.Ignore作为最终参数添加到ray cast。

 

 

 

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    if (!Physics.Raycast(      body.position, -upAxis, out RaycastHit hit,      probeDistance, probeMask, QueryTriggerInteraction.Ignore    )) {      return false;    } 

 

 

其次，对OrbitCamera.LateUpdate中BoxCast执行相同操作。

 

 

 

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    if (Physics.BoxCast(      castFrom, CameraHalfExtends, castDirection, out RaycastHit hit,      lookRotation, castDistance, obstructionMask,      QueryTriggerInteraction.Ignore    )) {      rectPosition = castFrom + castDirection * hit.distance;      lookPosition = rectPosition - rectOffset;    } 

 

 

 

 

 

检测水

 

现在，我们可以移动水，好像它不存在一样。但是要支持游泳，我们必须检测到它。我们将通过检查是否在“ 水”层上的触发区域内来完成此操作。首先，在MovingSphere中添加水面罩以及游泳材料，我们将用它来证明它在水中。

 

 

1.  
   [SerializeField]
2.  
   LayerMask probeMask = -1, stairsMask = -1, climbMask = -1, waterMask = 0;
3.  
    
4.  
   [SerializeField]
5.  
   Material
6.  
   normalMaterial = default,
7.  
   climbingMaterial = default,
8.  
   swimmingMaterial = default;

 

 

然后添加一个InWater指示球体是否在水中的属性。首先，我们将其设为一个简单的get / set属性，并在 ClearState中将其重置为false。

 

 

 

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bool InWater { get; set; }    …    void ClearState () {    …    InWater = false;  } 

 

 

如果我们不攀爬，请在Update中使用该属性选择中的游泳材料。

 

 

 

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1.  
   void Update () { …
2.  
   meshRenderer.material = Climbing ? climbingMaterial : InWater ? swimmingMaterial :normalMaterial; }

 

 

最后，通过添加OnTriggerEnter和OnTriggerStay方法完成对水的检测。它们的工作方式OnCollisionEnter与OnCollisionStay相同，不同之处在于它们适用于对撞机，并且具有Collider参数而不是Collision。两种方法都应检查对撞机是否在水层上，如果设置IsSwimming为true。

 

 

 

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1.  
   void OnTriggerEnter (Collider other) { if ((waterMask & (1 << other.gameObject.layer)) != 0) { InWater = true; } }
2.  
   void OnTriggerStay (Collider other) { if ((waterMask & (1 << other.gameObject.layer)) != 0) { InWater = true; } }

 

 

 

 

 

何时调用触发方法？

所有触发方法都在所有碰撞方法之前被调用。

 

 

 

 

 

 

淹没

 

仅仅知道我们的球体是否与水相交，还不足以使其正常游泳或漂浮。我们需要知道其中有多少被淹没，然后我们可以用它来计算阻力和浮力。

 

 

 

浸没程度

 

让我们添加一个淹没浮点字段来跟踪球体的淹没状态。值零表示没有水接触，而值1表示完全在水下。然后进行更改InWater，使其仅返回淹没是否为正。在ClearState中将其设置回零。

 

 

 

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1.  
   bool InWater=> submergence > 0f;
2.  
   float submergence; … void ClearState () { … //InWater = false; submergence = 0f; }

 

 

更改触发器方法，以便它们调用新EvaluateSubmergence方法，该方法现在仅将淹没设置为1。

 

 

 

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1.  
   void OnTriggerEnter (Collider other) { if ((waterMask & (1 << other.gameObject.layer)) != 0) { EvaluateSubmergence(); } }
2.  
   void OnTriggerStay (Collider other) { if ((waterMask & (1 << other.gameObject.layer)) != 0) { EvaluateSubmergence(); } }
3.  
   void EvaluateSubmergence () { submergence = 1f; }

 

 

 

 

 

淹没范围

 

我们将使淹没范围可配置。这样，我们可以精确地控制何时球体算在水中以及何时完全浸入水中。我们从球体中心上方的一个偏移点开始测量，一直到最大范围。这样一来，即使我们接触水面，也可以在整个球体进入该区域之前将其完全淹没，或者完全忽略水坑之类的低水位。

 

 

使偏移量和范围可配置。使用0.5和1作为默认值，以匹配我们的半径0.5球体的形状。范围应为正。

 

 

 

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1.  
   [SerializeField] float submergenceOffset = 0.5f;
2.  
   [SerializeField, Min(0.1f)] float submergenceRange = 1f;

 

 

 

现在，我们必须在EvaluateSubmergence中使用水罩执行从偏移点一直向下直至浸入范围的射线投射。在这种情况下，我们确实想击中水，请使用QueryTriggerInteraction.Collide。然后，浸入等于1减去击中距离除以范围。

 

 

 

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  void EvaluateSubmergence () {    if (Physics.Raycast(      body.position + upAxis * submergenceOffset,      -upAxis, out RaycastHit hit, submergenceRange,      waterMask, QueryTriggerInteraction.Collide,    )) {      submergence = 1f- hit.distance / submergenceRange;    }  }

 

 

要测试浸水值，请使用它为球临时着色。

 

 

 

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1.  
   void Update () { …
2.  
   meshRenderer.material = Climbing ? climbingMaterial : InWater ? swimmingMaterial : normalMaterial; meshRenderer.material.color = Color.white * submergence; }

 

 

 

这一直到球体完全浸没的那一刻起作用，因为从那时起，我们从已经在水对撞器内部的点开始投射，因此射线投射无法击中它。但这意味着我们已经完全浸入水中，因此我们只要不打任何东西就可以将浸入设为1。

 

 

 

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  void EvaluateSubmergence () {    if (Physics.Raycast(      body.position + upAxis * submergenceOffset,      -upAxis, out RaycastHit hit, submergenceRange,      waterMask, QueryTriggerInteraction.Collide    )) {      submergence = 1f - hit.distance / submergenceRange;    }    else {      submergence = 1f;    }  } 

 

 

但是，由于身体位置与PhysX检测到触发时的位置不同，因此从水中移出时可能会导致无效的1淹没，这是由于碰撞和触发方法的调用延迟所致。我们可以通过将射线的长度增加一个单位来防止这种情况。这不是完美的，但几乎可以解决所有情况，除非移动速度非常快。退出水时，这将导致浸水变为负值，这很好，因为这不算在水中。

 

 

 

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  void EvaluateSubmergence () {    if (Physics.Raycast(      body.position + upAxis * submergenceOffset,      -upAxis, out RaycastHit hit, submergenceRange+ 1f,      waterMask, QueryTriggerInteraction.Collide    )) {      submergence = 1f - hit.distance / submergenceRange;    }    else {      submergence = 1f;    }  } 

 

 

 

现在我们可以摆脱淹没可视化了。

 

 

 

•  

    //meshRenderer.material.color = Color.white * submergence; 

 

 

请注意，此方法假定球的中心正下方有水。当球体碰到水体积的侧面或底部时（例如，碰到不真实的水墙时），情况可能并非如此。在这种情况下，我们立即进入完全淹没状态。

 

 

 

 

水拖

 

与水相比，水的运动更为缓慢，因为水比空气造成更大的阻力。因此，加速明显较慢，而减速较快。让我们添加对此的支持，并通过添加水拖动选项（默认设置为1）使其可配置。零到10的范围是可以的，因为10会引起巨大的阻力。

 

 

 

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[SerializeField, Range(0f, 10f)]  float waterDrag = 1f;

 

 

 

我们将使用简单的线性阻尼，类似于PhysX。我们将速度缩放1减去阻力乘以时间增量。在FixedUpdate中调用AdjustVelocity之前进行此操作。我们首先应用阻力，所以总是可以加速。

 

 

 

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1.  
   void FixedUpdate () { Vector3 gravity = CustomGravity.GetGravity(body.position, out upAxis); UpdateState();
2.  
   if (InWater) { velocity *= 1f - waterDrag * Time.deltaTime; }
3.  
   AdjustVelocity();
4.  
   … }

 

 

请注意，这意味着如果水阻力等于1除以固定时间步长，则速度会在单个物理步长中下降为零。如果速度变大，速度将反转。由于我们将最大值设置为10，因此这不会成为问题。为了安全起见，可以确保速度至少缩放为零。

 

如果我们没有完全淹没，那么我们就不会遇到最大的阻力。因此，因素会浸入阻尼中。

 

 

 

•  

      velocity *= 1f - waterDrag *submergence *Time.deltaTime; 

 

 

 

 

 

 

浮力

 

水的另一个重要属性是事物倾向于将其漂浮在水中。因此，应向我们的球体添加一个可配置的浮力值，该浮力值的最小值为零，默认值为1。该想法是，浮力值为零的物体像石头一样下沉，只是被水拖慢了速度。浮力为1的对象处于平衡状态，完全消除了重力。浮力大于1的物体会浮到水面。2的浮力意味着它的上升和正常下降一样快。

 

 

 

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[SerializeField, Min(0f)]  float buoyancy = 1f;

 

 

 

我们通过在FixedUpdate中检查是否不是在攀登但在水中来实现这一点。如果是这样，请应用按1减去浮力标定的重力，然后再次考虑浸入。这将覆盖重力的所有其他应用。

 

 

 

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    if (Climbing) {      velocity -=        contactNormal * (maxClimbAcceleration * 0.9f * Time.deltaTime);    }    else if (InWater) {      velocity +=        gravity * ((1f - buoyancy * submergence) * Time.deltaTime);    }    else if (OnGround && velocity.sqrMagnitude < 0.01f) { … } 

 

 

 

请注意，实际上向上的力会随着深度的增加而增加，而在我们的情况下，一旦达到最大浸入力，向上的力就保持恒定。这足以产生令人信服的浮力，除非在极深的水中玩耍。

 

浮力似乎失败的唯一情况是球体最终距离底部太近。在这种情况下，地面弹跳被激活，抵消了浮力。如果我们在水中，我们可以通过中止SnapToGround来避免这种情况。

 

 

 

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  bool SnapToGround () {    if (stepsSinceLastGrounded > 1 || stepsSinceLastJump <= 2|| InWater) {      return false;    }    …  } 

 

 

 

 

 

 

游泳

 

现在我们可以在水中漂浮了，下一步就是支持游泳，其中应该包括潜水和浮潜。

 

 

 

游泳门槛

 

我们只有在水深的情况下才能游泳，但是我们不需要完全浸入水中。因此，让我们添加一个可配置的游泳阈值，该阈值定义游泳所需的最小浸入度。它必须大于零，因此使用0.01–1作为其范围，默认值为0.5。如果球体的至少下半部在水下，则可以使球体游泳。还添加一个Swimming指示是否达到游泳阈值的属性。

 

 

 

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1.  
   [SerializeField, Range(0.01f, 1f)] float swimThreshold = 0.5f;
2.  
   …
3.  
   bool Swimming => submergence >= swimThreshold;

 

 

 

在Update进行调整，以便仅在游泳时使用游泳材料。

 

 

 

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1.  
   void Update () { …
2.  
   meshRenderer.material = Climbing ? climbingMaterial : Swimming? swimmingMaterial : normalMaterial; }

 

 

接下来，创建一个CheckSwimming方法，该方法返回我们是否正在游泳，如果是，则将地面接触计数设置为零，并使接触法线等于上轴。

 

 

 

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bool CheckSwimming () {    if (Swimming) {      groundContactCount = 0;      contactNormal = upAxis;      return true;    }    return false;  }

 

 

在UpdateState中检查我们是否接地时，在CheckClimbing之后直接调用该方法。这样一来，除了攀登外，游泳凌驾一切。

 

 

 

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    if (      CheckClimbing() ||CheckSwimming() ||      OnGround || SnapToGround() || CheckSteepContacts()    ) { … } 

 

 

然后从SnapToGround中取出检查放在水中。这样一来，当我们在水中而不是在游泳时，捕捉动作就会再次起作用。

 

 

 

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    //if (stepsSinceLastGrounded > 1 || stepsSinceLastJump <= 2 || InWater) {    if (stepsSinceLastGrounded > 1 || stepsSinceLastJump <= 2) {      return false;    } 

 

 

 

 

 

游泳速度

 

添加可配置的游泳最大速度和加速度，默认情况下均设置为5。

 

 

 

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1.  
   [SerializeField, Range(0f, 100f)] float maxSpeed = 10f, maxClimbSpeed = 4f, maxSwimSpeed = 5f;
2.  
   [SerializeField, Range(0f, 100f)] float maxAcceleration = 10f, maxAirAcceleration = 1f, maxClimbAcceleration = 40f, maxSwimAcceleration = 5f;

 

 

 

在AdjustVelocity中，检查爬升后是否在水中。如果是这样，请使用与通常情况相同的轴使用游泳加速度和速度。

 

 

 

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    if (Climbing) {      acceleration = maxClimbAcceleration;      speed = maxClimbSpeed;      xAxis = Vector3.Cross(contactNormal, upAxis);      zAxis = upAxis;    }    else if (InWater) {      acceleration = maxSwimAcceleration;      speed = maxSwimSpeed;      xAxis = rightAxis;      zAxis = forwardAxis;    }    else {      acceleration = OnGround ? maxAcceleration : maxAirAcceleration;      speed = OnGround && desiresClimbing ? maxClimbSpeed : maxSpeed;      xAxis = rightAxis;      zAxis = forwardAxis;    } 

 

 

我们在水中越深，我们应该更多地依赖游泳的加速度和速度而不是常规的速度和速度。因此，我们将基于游泳因子在常规值和游泳值之间进行插值，该因子是淹没除以游泳阈值，且最大值限制为1。

 

 

 

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    else if (InWater) {      float swimFactor = Mathf.Min(1f, submergence / swimThreshold);      acceleration =Mathf.LerpUnclamped(        maxAcceleration,maxSwimAcceleration, swimFactor      );      speed =Mathf.LerpUnclamped(maxSpeed,maxSwimSpeed, swimFactor);      xAxis = rightAxis;      zAxis = forwardAxis;    } 

 

 

其他加速度是正常加速度还是空气加速度取决于我们是否在地面上。

 

 

 

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      acceleration = Mathf.LerpUnclamped(        OnGround ?maxAcceleration: maxAirAcceleration,        maxSwimAcceleration, swimFactor      ); 

 

 

 

 

 

潜水和堆焊

 

现在，我们可以像在地面或空中一样在游泳时移动，因此受控的移动被限制在地面上。垂直运动目前仅是由于重力和浮力。为了控制垂直运动，我们需要第三个输入轴。通过将UpDown轴添加到我们的输入设置中（通过复制Horizontal或Vertical）来支持这一点。我将空格（用于跳跃的键）用于正键，将X用作负键。然后将playerInput字段更改为一个Vector3，并在游泳时将其Z分量设置为UpDown轴，否则在Update将其设置为零。从现在开始，我们必须使用的ClampMagnitude版本的Vector3。

 

 

 

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1.  
   Vector3playerInput; … void Update () { playerInput.x = Input.GetAxis("Horizontal"); playerInput.y = Input.GetAxis("Vertical"); playerInput.z = Swimming ? Input.GetAxis("UpDown") : 0f; playerInput =Vector3.ClampMagnitude(playerInput, 1f);
2.  
    
3.  
   … }

 

 

找到当前和新的Y速度分量，并在AdjustVelocity结尾用它们调整速度。这与X和Z相同，但仅在游泳时才执行。

 

 

 

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1.  
   void AdjustVelocity () { …
2.  
   velocity += xAxis * (newX - currentX) + zAxis * (newZ - currentZ);
3.  
   if (Swimming) { float currentY = Vector3.Dot(relativeVelocity, upAxis); float newY = Mathf.MoveTowards( currentY, playerInput.z * speed, maxSpeedChange ); velocity += upAxis * (newY - currentY); } }

 

 

 

 

 

 

爬和跳

 

淹没时应该很难爬上或跳下。我们可以通过在Update中游泳时忽略玩家的输入来禁止两者。必须明确取消攀爬的愿望。跳跃会重置自身。如果在下一次更新之前进行了多个物理步骤，则仍然有可能在游泳时进行攀爬，但这很好，因为在过渡到游泳的过程中会进行攀爬，因此准确的时间无关紧要。要爬出水面，玩家只需在按下爬升按钮的同时向上游泳，爬升就会在某个时候激活。

 

 

 

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if (Swimming) {      desiresClimbing = false;    }    else {      desiredJump |= Input.GetButtonDown("Jump");      desiresClimbing = Input.GetButton("Climb");    }

 

 

虽然站在浅水里有跳的可能，但这使它变得困难得多。我们通过将跳跃速度减小1减去浸没除以游泳阈值，以最小为零来模拟这一点。

 

 

 

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    float jumpSpeed = Mathf.Sqrt(2f * gravity.magnitude * jumpHeight);    if (InWater) {      jumpSpeed *= Mathf.Max(0f, 1f - submergence / swimThreshold);    }

 

 

 

 

 

在流水中游泳

 

在本教程中，我们将不考虑水流，但是我们应该处理整个运动的水量，因为它们具有动画效果，就像我们站立或攀爬的常规运动几何一样。为了使这种可能成为可能，如果我们结束游泳，将对撞机传递给EvaluateSubmergence并使用其连接的刚体。如果我们在浅水中，我们将忽略它。

 

 

 

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1.  
   void OnTriggerEnter (Collider other) { if ((waterMask & (1 << other.gameObject.layer)) != 0) { EvaluateSubmergence(other); } }
2.  
   void OnTriggerStay (Collider other) { if ((waterMask & (1 << other.gameObject.layer)) != 0) { EvaluateSubmergence(other); } }
3.  
   void EvaluateSubmergence (Collider collider) { … if (Swimming) { connectedBody = collider.attachedRigidbody; } }

 

 

如果我们连接到水体，则不应用EvaluateCollision中的另一个水体代替它。实际上，我们根本不需要任何连接信息，因此我们可以在游泳时跳过EvaluateCollision所有工作。

 

 

 

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  void EvaluateCollision (Collision collision) {    if (Swimming) {      return;    }    …  } 

 

 

 

 

 

 

漂浮物

 

现在我们的球体可以游泳了，如果有一些漂浮的物体可以互动，那就太好了。再次，我们必须自己对此进行编程，方法是将其支持添加到已经支持自定义重力的现有组件中。

 

 

 

淹没

 

像一样MovingSphere，向CustomGravityRigidbody中添加submergenceOffset ，submergenceRange ，buoyancy ，waterDrag 和 waterMask ，除了我们不需要游泳加速度，速度或阈值之外。

 

 

 

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1.  
   [SerializeField] float submergenceOffset = 0.5f;
2.  
   [SerializeField, Min(0.1f)] float submergenceRange = 1f;
3.  
   [SerializeField, Min(0f)] float buoyancy = 1f;
4.  
   [SerializeField, Range(0f, 10f)] float waterDrag = 1f;
5.  
   [SerializeField] LayerMask waterMask = 0;

 

 

 

接下来，我们需要一个淹没字段。如果需要，在FixedUpdate中施加重力之前将其重置为零。确定淹没时，我们还需要知道重力，因此也要在野外对其进行跟踪。

 

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  float submergence;
    Vector3 gravity;    …    void FixedUpdate () {    …        gravity = CustomGravity.GetGravity(body.position);    if (submergence > 0f) {      submergence = 0f;    }    body.AddForce(gravity, ForceMode.Acceleration);  } 

   

  然后添加所需的触发方法以及EvaluateSubmergence方法，该方法的工作原理与以前相同，只是我们仅在需要时才计算向上轴，并且不支持连接的物体。

   

   

   

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  1.  
     void OnTriggerEnter (Collider other) { if ((waterMask & (1 << other.gameObject.layer)) != 0) { EvaluateSubmergence(); } }
  2.  
     void OnTriggerStay (Collider other) { if ((waterMask & (1 << other.gameObject.layer)) != 0) { EvaluateSubmergence(); } } void EvaluateSubmergence () { Vector3 upAxis = -gravity.normalized; if (Physics.Raycast( body.position + upAxis * submergenceOffset, -upAxis, out RaycastHit hit, submergenceRange + 1f, waterMask, QueryTriggerInteraction.Collide )) { submergence = 1f - hit.distance / submergenceRange; } else { submergence = 1f; } }

   

   

  即使漂浮在水中，物体仍然可以进入睡眠状态。如果是这种情况，那么我们可以跳过评估淹没程度。因此，如果身体正在睡觉，请不要调用OnTriggerStay中的 EvaluateSubmergence 。我们仍然在OnTriggerEnter中这样做，因为这保证了更改。

   

   

   

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    void OnTriggerStay (Collider other) {    if (      !body.IsSleeping() &&      (waterMask & (1 << other.gameObject.layer)) != 0    ) {      EvaluateSubmergence();    }  } 

   

   

   

   

   

  漂浮

   

  在FixedUpdate中，必要时应用水的阻力和浮力。在这种情况下，我们通过单独的AddForce调用而不是将其与法向重力结合来应用浮力。

   

   

   

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      if (submergence > 0f) {      float drag =        Mathf.Max(0f, 1f - waterDrag * submergence * Time.deltaTime);      body.velocity *= drag;      body.AddForce(        gravity * -(buoyancy * submergence),        ForceMode.Acceleration      );      submergence = 0f;    } 

   

   

  我们还将拖动应用于角速度，以使对象在漂浮时不会保持旋转。

   

   

   

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        body.velocity *= drag;      body.angularVelocity *= drag;

   

   

   

  浮动对象现在可以在浮动时以任意旋转结束。通常，物体会以最轻的一面朝上的方式漂浮。我们可以通过添加可配置的浮力偏移矢量（默认设置为零）来模拟这一点。

   

   

   

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  [SerializeField]  Vector3 buoyancyOffset = Vector3.zero;

   

   

  然后，我们通过调用 AddForceAtPosition而不是AddForce，在此时应用浮力而不是对象的原点，并将偏移量转换为单词空间作为新的第二个参数。

   

   

   

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        body.AddForceAtPosition(        gravity * -(buoyancy * submergence),        transform.TransformPoint(buoyancyOffset),        ForceMode.Acceleration      ); 

   

   

  由于重力和浮力现在作用于不同的点，因此它们会产生角动量，从而将偏移点推到顶部。较大的偏移会产生更强的效果，这会导致快速振荡，因此应将偏移保持较小。

   

   

   

   

   

  与浮动对象互动

   

  当在其中漂浮着物体的水中游泳时，轨道摄像机会来回晃动，因为它试图停留在物体的前面。可以通过添加一个与常规图层类似的透视图层来避免这种情况，只是将轨道摄像机设置为忽略它。

   

   

  该层仅应用于足够小以忽略或与之交互的对象。

   

   

   

   

  当透视对象遮挡视图时，我们可以使它们不可见吗？

  是的，在这种情况下可以检测到它，可以用来更改对象的可视化。但是，这不是本教程的一部分。

   

   

   

   

   

  稳定浮动

   

  我们当前的方法适用于小型物体，但不适用于较大且不均匀的物体。例如，大的浮动块在球体与其交互时应保持更稳定。为了增加稳定性，我们必须将浮力作用扩展到更大的区域。这需要更复杂的方法，因此CustomGravityRigidbody将其复制并重命名为StableFloatingRigidbody。用偏移矢量数组替换其浮力偏移。将浸入也转换为数组，并以Awake与偏移数组相同的长度创建它。

   

   

   

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  1.  
     public classStableFloatingRigidbody: MonoBehaviour {
  2.  
     …
  3.  
     [SerializeField] //Vector3 buoyancyOffset = Vector3.zero; Vector3[] buoyancyOffsets = default; … float[]submergence;
  4.  
     Vector3 gravity;
  5.  
     void Awake () { body = GetComponent<Rigidbody>(); body.useGravity = false; submergence = new float[buoyancyOffsets.Length]; } …}

   

   

  进行EvaluateSubmergence调整，以便分别评估所有浮力偏移量的淹没度。

   

   

   

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    void EvaluateSubmergence () {    Vector3 down = gravity.normalized;    Vector3 offset = down * -submergenceOffset;    for (int i = 0; i < buoyancyOffsets.Length; i++) {      Vector3 p = offset + transform.TransformPoint(buoyancyOffsets[i]);      if (Physics.Raycast(        p,down, out RaycastHit hit, submergenceRange + 1f,        waterMask, QueryTriggerInteraction.Collide      )) {        submergence[i] = 1f - hit.distance / submergenceRange;      }      else {        submergence[i] = 1f;      }    }  } 

   

   

  然后FixedUpdate中还要对每个偏移量应用阻力和浮力。阻力和浮力都必须除以偏移量，以使最大效果保持不变。对象所经历的实际效果取决于淹没的总数。

   

   

   

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    void FixedUpdate () {    …        gravity = CustomGravity.GetGravity(body.position);    float dragFactor = waterDrag * Time.deltaTime / buoyancyOffsets.Length;    float buoyancyFactor = -buoyancy / buoyancyOffsets.Length;    for (int i = 0; i < buoyancyOffsets.Length; i++) {      if (submergence[i]> 0f) {        float drag =          Mathf.Max(0f, 1f -dragFactor * submergence[i]);        body.velocity *= drag;        body.angularVelocity *= drag;        body.AddForceAtPosition(          gravity *(buoyancyFactor * submergence[i]),          transform.TransformPoint(buoyancyOffsets[i]),          ForceMode.Acceleration        );        submergence[i]= 0f;      }    }    body.AddForce(gravity, ForceMode.Acceleration);  } 

   

   

  通常，对于任何盒子形状，四个点就足够了，除非它们很大或经常部分掉出水面。请注意，偏移量随对象缩放。同样，增加对象的质量使其更稳定。

   

  

   

   

   

   

  意外的悬浮

   

  如果一个点最终在表面上方足够高，则其光线投射将失败，这将使其错误地算作完全淹没。对于具有多个浮点的大型物体来说，这是一个潜在的问题，因为有些物体可能最终落在水面之上，而物体的另一部分仍被淹没。结果将是高峰最终浮空。您可以通过将一个较大的轻物体部分地从水中推出来实现此目的。

   

   

  该问题仍然存在，因为部分物体仍然接触水。为了解决这个问题，当射线投射无法检查该点本身是否在水量之内时，我们必须执行一个额外的查询。可以通过调用Physics.CheckSphere位置和小半径（例如0.01）作为参数，然后调用遮罩和交互模式来完成此操作。仅当该查询返回时true，我们才应将淹没设置为1。但是，这可能会导致大量额外的查询，因此，通过添加可配置的安全浮动切换项，使其变为可选。仅对于可以充分推入水中的大型物体才需要。

   

   

   

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  [SerializeField]  bool safeFloating = false;    …    void EvaluateSubmergence () {    Vector3 down = gravity.normalized;    Vector3 offset = down * -submergenceOffset;    for (int i = 0; i < buoyancyOffsets.Length; i++) {      Vector3 p = offset + transform.TransformPoint(buoyancyOffsets[i]);      if (Physics.Raycast(        p, down, out RaycastHit hit, submergenceRange + 1f,        waterMask, QueryTriggerInteraction.Collide      )) {        submergence[i] = 1f - hit.distance / submergenceRange;      }      elseif (        !safeFloating || Physics.CheckSphere(          p, 0.01f, waterMask, QueryTriggerInteraction.Collide        )      ){        submergence[i] = 1f;      }    }  } 

   

   

  

   

  下一个教程是互动环境。

   

  资源库（Repository）

  https://bitbucket.org/catlikecodingunitytutorials/movement-09-swimming/

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  原作者：Jasper Flick

  原文：

  https://catlikecoding.com/unity/tutorials/movement/swimming/

  翻译、编辑、整理：MarsZhou

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