[游戏开发]Unity摄像机跟随转动分析

前言

最近在做一个赛车的项目，赛车操控和镜头控制都需要和策划配合实现。分析了几个插件的摄像机，留个记录，以后跑路了也能有点参考的东西。

自己的想法

具体思路： 镜头转动使用transform.RotateAround方法，用公转的方式进行摄像机转动，跟随通过用position的方式计算坐标：第一帧存一个摄像机到赛车观察点的方向，需要更新方向时更新方向，不需要更新方向时就保持方向运行。

结果： 赛车在平地的摄像机的转动还是可以的。但是一旦到了斜坡上，由于更新方向的条件设定成车辆转向时更新，在斜坡的转向会更新这个存储的方向，然后斜坡的下一帧计算的摄像机位置就出现了问题，没办法在斜坡上面保持原有的跟随状态，最终此方案废弃。

早期UnityAssets的第三人称摄像机

Unity团队提供的Asset资源Demo里有个3rdPersonCamera，里面有人形、球、赛车的第三人称相机，人形和球就没看，不知道和赛车的是不是一个(大概率不是一个)，跟随也就不说了，就只分析一下赛车的相机转动了。

转动代码很简单，就两句

//tiltVector 是个偏移量，就是相机始终要和跟随物体的偏移
Quaternion toRotation = Quaternion.LookRotation(target.forward + tiltVecotr,Vecotr3.Up);
target.rotation = Quaternion.Slerp(target.rotation,toRotation,Time.deltaTime * rotationSpeed);

思路： 通过Quaternion.LookRotation方法，用跟随物体的forward和偏移量计算出来一个旋转，然后Slerp插值过去。方法简单，效果也还可以，但是这边没法满足策划的需求，只能换个思路了。

NWH插件的摄像机

NWH Vehicle Physics 2是个仿真车辆的插件，AssetStore里可以买到，里面提供了很多方便的脚本，其中有个摄像机的脚本不错。

具体思路： 观察的不是一个点，而是一个方向，这个方向随赛车的转动而转动，每帧根据赛车的方向调整一下旋转，用Vector3.SmotthDamp平滑到新方向，然后将这个新方向赋值给摄像机的forward，摄像机的rotation设置为 Quaternion.LookRotation(lookDir,target.up) 的计算得出的旋转。

结论：这个镜头在他这个插件里还挺好使，拿出来改改放到我这边却不好使了，最后照着他的这个思路，改良了一下，改成一个更能满足我这边策划的需要的镜头。

具体改良方案：

1. 设定一个位置偏移变量，一个方向偏移变量，方便后面调整摄像机观察位置和角度。
2. 每帧通过方向偏移变量和赛车的forward计算一个目标forward，平滑算法计算或根据条件计算一个这一帧摄像机的forward的朝向，然后把这个值赋给摄像机的forward即可。

小坑或者大坑

摄像机抖动问题，由于这边的镜头调整每帧(轮)计算都要和赛车的实际状态有一个对应关系，摄像机这块就不能放在LateUpdate里了，所以摄像机移动这块就直接放在FixedUpdate里了，但是这样直接的位置计算会造成摄像机抖动，这个问题其实出现的很早，当时就先去解决这个问题了，具体就是参考了一下Unity官方提供的Cinemanchin里面的写法，他这个CameraBrian可以切换更新的位置(FiexdUpdate和LateUpdate来回切换)就很奇妙，参考了一下源码，原来就是开个协程加个判断条件。然后这边自己开个协程模拟一个LateFixedUpdate，算是解决了这个抖动的问题。