主流游戏相机实现 之Cinemachine 概述
《主流游戏相机实现》通过Unity 3D引擎和Cinemachine组件来实现主流游戏的相机设置，切换和管理的概念，习惯，基本原理，经验参数等。实现内容以动作游戏相机为主，但不限于动作游戏，也可以用于横版格斗、FPS、RPG等类型，需要自行调整和研究。
课程属于基础和进阶课程，适合对镜头控制感兴趣的读者。
《主流游戏相机实现》目录
1｜Cinemachine 概述
2｜《战双》相机分解和实现
3｜《Sifu/师傅 》战斗相机部分分解与实现
4｜多目标相机实现
5｜《对马岛之魂》战斗相机部分实现
6｜相机碰撞和场景交互处理
7｜Demo工程
本文节选自UWA学堂的《主流游戏相机实现》第一节《Cinemachine 概述》。
1 基本组件组成
Cinemachine核心组件包括Brain和Virtual Camera（虚拟相机），Brain负责相机的切换，虚拟相机负责拍摄。
Virtual Camera
虚拟相机主要由六个模块组成，分别是：
Lens：包括调整FOV等参数；
Body：负责处理相机和跟踪目标之间的相对位置的这样一个关系；
Aim：负责处理焦点和跟踪目标在镜头中的相对位置；
Noise：模拟手持相机的晃动；后处理模块：让每个镜头有不同的后处理效果；
Extnesions可扩展模块：包括碰撞处理等功能。
Body属性提供了下列算法来移动虚拟相机：
-
Do Nothing：不移动虚拟相机。
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Framing Transposer：在屏幕空间，保持相机和跟随目标的相对位置，可以设置缓动。
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Hard Lock to Target：虚拟相机和跟随目标使用相同位置。
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Orbital Transposer：相机和跟随目标的相对位置是可变的，还能接收用户的输入。常见于玩家控制的相机。
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Tracked Dolly：相机沿着预先设置的轨道移动。
-
Transposer：相机和跟随目标的相对位置固定，可以设置缓动。
Aim属性提供了下列算法来旋转相机对准Look At的目标：
-
Composer：将目标保持在相机镜头内，可以设置多种约束
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Group Composer：将多个目标保持在相机镜头内
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Do Nothing：不旋转相机
-
POV：根据用户的输入旋转相机
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Same As Follow Target：将相机的旋转和跟随目标的旋转同步
-
Hard Look At：将Look At目标固定在镜头中心的位置。
组织结构：
1.1 Brain和Virtual Camera执行过程
CinemachineBrain每帧通过VirtualCamera计算真实相机的位置，并同步到真实相机上。 真正的数据计算又是通过VirtualCamera上的流水线来计算的。 这是一个简化的流程说明，真实计算还有相机切换时的混合、流水线之外的Extension、和CinemachineCore对Cinemachine的全局管理等。
1.2 CinemachineBrain详细调用流程 主要可以分为两个时间节点和三件事。
-
时间节点
-
FixedUpdate之后
-
LateUpdate
-
-
三件事
-
维护虚拟相机的状态，永远在LateUpdate。
-
通过虚拟相机计算State，根据UpdateMethod的设置，在FixedUpdate之后或LateUpdate。
-
将虚拟相机的State同步到真实相机上，根据BlendUpdateMethod的设置，在FixedUpdate之后或LateUpdate。
-
VirtualCamera中State计算流程
VirtualCamera中 Pipeline Stage
流水线阶段
UpdateComponentPipeline();
//
if (m_ComponentOwner != null && m_ComponentOwner.gameObject != null)
{
// 排序 the pipeline
list.Sort((c1, c2) => (int)c1.Stage - (int)c2.Stage);
m_ComponentPipeline = list.ToArray();
}
// 预处理 camState
for (int i = 0; i < m_ComponentPipeline.Length; ++i)
m_ComponentPipeline[i].PrePipelineMutateCameraState(ref state, deltaTime);
// 按body到final顺序执行CametaState，有2个例外
CinemachineComponentBase postAimBody = null;
for (var stage = CinemachineCore.Stage.Body; stage <= CinemachineCore.Stage.Finalize; ++stage)
{
...
if (stage == CinemachineCore.Stage.Body && c.BodyAppliesAfterAim)
{
postAimBody = c;
continue; // do the body stage of the pipeline after Aim
}
c.MutateCameraState(ref state, deltaTime);
}
InvokePostPipelineStageCallback(this, stage, ref state, deltaTime);
if (stage == CinemachineCore.Stage.Aim)
{
if (c == null)
state.BlendHint |= CameraState.BlendHintValue.IgnoreLookAtTarget;
// If we have saved a Body for after Aim, do it now
if (postAimBody != null)
{
postAimBody.MutateCameraState(ref state, deltaTime);
InvokePostPipelineStageCallback(this, CinemachineCore.Stage.Body, ref state, deltaTime);
}
}
适合读者
1、从事第三人称3D游戏研发的策划、程序、美术、分镜师以及独立制作人
2、希望提升游戏体验设计和实现能力，系统理解业务与技术如何结合的开发者
3、具备一定Unity引擎相机基础的同学
4、对镜头控制感兴趣的同学
5、重视3C和提升相机表现品质的群体
你将获得
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