Unity UI或3D場景實現跟隨手機陀螺儀的晃動效果
阿新 • • 發佈：2020-01-07
需求
當遊戲顯示3d場景及其UI的時候。玩家左右晃動手機的時候，UI介面會隨之左右偏移。上下晃動的時候，3D場景會隨之上下偏移。手機停止晃動的時候，如若偏移的UI或場景，停頓一會後自動恢復到初始預設位置。
分析
首先本文功能應對的是橫屏遊戲（豎屏遊戲的話也差不多一樣，大家自己拓展下），假設當我們拿起手機玩遊戲，手機會有四個部位，分別為左手拿的左手邊和右手拿的右邊，以及螢幕內容的上方和下方（下文中會用左手邊，右手邊，上方，下方來描述）。每個部位的傾斜都會造成UI或場景的偏移效果
我們可以先用一個列舉來定義這四個部位的傾斜情況
public enum EGyroType
{
NoRotate,//不旋轉
ToUp,//手機下方向上傾斜
ToDown,//手機下方向下傾斜
ToLeft,//左手邊向下傾斜
ToRight,//右手邊向下傾斜
}接著我們可以使用Unity的陀螺儀介面Input.gyro的一些屬性，來判斷當前手機的傾斜狀態，Gyroscope有如下屬性：
我用到enabled和gravity兩個屬性，enabled用於開啟或者關閉陀螺儀功能，而gravity返回的是一個Vector3變數，具體情況對應的返回值，通過列印Log在android手機上顯示如下（橫屏遊戲，紀錄了某種情況下的某個不特定的角度的gravity值）：
當手機橫著螢幕朝上水平放置在桌上的時候，返回值為：(0.0,0.0,-1.0)
上下傾斜：
當手機下方向上傾斜時，某個角度（轉角小於90度）的返回值為：(0.0,0.4,-0.9)，角度再大的話螢幕的內容會翻轉過來。
當手機下方向下傾斜時，某個角度（轉角小於90度）的返回值為：(0.0,-0.5,-0.9)，轉角為90度時：(0.0,-1.0,0.0)，轉角在90度到180度中時：(0.0,-0.8,0.6)，180度時即螢幕正朝下為：(0.0,1.0)，若角度再大一點為：(0.0,0.3,0.9)，直至螢幕內容翻轉過來。
我們可以發現
1.當 z < 0,y > 0：當y的值變大則為ToUp，變小則為ToDown
2.當 z < 0,y < 0：當y的值變大則為ToUp，變小則為ToDown
3.當 z >0,y < 0：當y的值變大則為ToDown，變小則為ToUp
4.當 z >0,y >0：當y的值變大則為ToDown，變小則為ToUp
5.當 z <0 變為 z >0，則為ToDown，反之則為ToUp
前四條總結下來就是，當 z < 0，y的值變大則為ToUp，變小則為ToDown。當 z >0，y的值變大則為ToDown，變小則為ToUp
左右傾斜：
當手機左手邊向下傾斜時，某個角度（轉角小於90度）的返回值為：(-0.2,-1.0)，轉角為90度時：(-1.0,0.0)，轉角在90度到180度中時：(-0.6,0.8)
當手機右手邊向下傾斜時，某個角度（轉角小於90度）的返回值為：(0.6,-0.8)，轉角為90度時：(1.0,0.0)，轉角在90度到180度中時：(0.8,0.5)
可以總結出
1.當 z < 0,x < 0：當x的值變小則為ToLeft，變大則為ToRight
2.當 z >0,x < 0：當x的值變大則為ToLeft，變小則為ToRight
3.當 z <0,x >0：當x的值變大則為ToRight，變小則為ToLeft
4.當 z >0,x >0：當x的值變小則為ToRight，變大則為ToLeft
即，當 z < 0，x的值變小則為ToLeft，變大則為ToRight。當 z >0，x的值變大則為ToLeft，變小則為ToRight
5.當 z < 0 變為z >0，若 x < 0 則為ToLeft，否則則為ToRight
6.當 z >0 變為z <0，若 x < 0 則為ToRight，否則則為ToLeft
然後我們可以根據這些性質推斷出手機的當前狀態，然後去執行我們想要執行的操作。
根據需求，無論是移動物體，還是轉動攝像機來達到偏移的效果，都會有一個最大偏移值，偏移速度，不轉動的時候等待的一個間隔時間，這幾個引數需要設定。
具體實現
首先我們寫一個指令碼GyroManager，掛載在場景的一個GameObject上（也可以處理成為單例，在別處呼叫裡面的Start，Update方法），用來每幀檢測當前的手機狀態，並呼叫對應狀態的註冊事件。
using System;
using UnityEngine;
public enum EGyroType
{
NoRotate,//右手邊向下傾斜
}
public class GyroManager : MonoBehaviour
{
Gyroscope mGyro;//陀螺儀
Vector2 mCurrentLandscapeGyroValue,mCurrentPortraitGyroValue;//當前的水平垂直的gravity值
Vector2 mLastLandscapeGyroValue,mLastPortraitGyroValue;//上一次的水平垂直的gravity值
public EGyroType LandscapeEGyroType,PortraitEGyroType;//手機的水平垂直狀態
float mPrecision = 0.015f;//精度，若前後兩次gravity值在精度內，則認為當前沒有旋轉
public int LandscapeGyroDifference,PortraitGyroDifference;//模擬的一個旋轉速度，gravity值差異越大，則該值越大
bool mIsEnable;//是否開啟陀螺儀
private void Start()
{
mGyro = Input.gyro;
SetGyroEnable(true);
}
//每種狀態下需要執行的事件
public Action LandscapeTransToDefault;
public Action<int> LandscapeTransToAdd;
public Action<int> LandscapeTransToReduce;
public Action PortraitTransToDefault;
public Action<int> PortraitTransToAdd;
public Action<int> PortraitTransToReduce;
public void ResetLandscape()
{
LandscapeEGyroType = EGyroType.NoRotate;
SetLandScapeValue();
mLastLandscapeGyroValue = mCurrentLandscapeGyroValue;
LandscapeGyroDifference = 0;
}
public void ResetPortrait()
{
PortraitEGyroType = EGyroType.NoRotate;
SetPortraitValue();
mLastPortraitGyroValue = Vector2.zero;
PortraitGyroDifference = 0;
}
void Update()
{
if (mIsEnable)
{
GetEGyroType();
//根據解析出來的手機狀態，執行對應事件
if (LandscapeEGyroType == EGyroType.ToLeft)
{
LandscapeTransToReduce?.Invoke(LandscapeGyroDifference);
}
else if (LandscapeEGyroType == EGyroType.ToRight)
{
LandscapeTransToAdd?.Invoke(LandscapeGyroDifference);
}
else
{
LandscapeTransToDefault?.Invoke();
}
if (PortraitEGyroType == EGyroType.ToDown)
{
PortraitTransToReduce?.Invoke(PortraitGyroDifference);
}
else if (PortraitEGyroType == EGyroType.ToUp)
{
PortraitTransToAdd?.Invoke(PortraitGyroDifference);
}
else
{
PortraitTransToDefault?.Invoke();
}
}
}
//開啟或關閉陀螺儀
public void SetGyroEnable(bool isEnable)
{
if (mIsEnable != isEnable)
{
mIsEnable = isEnable;
ResetLandscape();
ResetPortrait();
mGyro.enabled = isEnable;
}
}
//解析當前手機狀態
public void GetEGyroType()
{
SetLandScapeValue();
//Landscape
if (IsEquals(mCurrentLandscapeGyroValue.x,mLastLandscapeGyroValue.x,true))
{
LandscapeEGyroType = EGyroType.NoRotate;
LandscapeGyroDifference = 0;
}
else
{
LandscapeGyroDifference = (int)(Mathf.Abs(mCurrentLandscapeGyroValue.x - mLastLandscapeGyroValue.x) * 60);
if (mCurrentLandscapeGyroValue.y < 0 && mLastLandscapeGyroValue.y < 0)
{
//當 z < 0，x的值變小則為ToLeft，變大則為ToRight
if (mCurrentLandscapeGyroValue.x < mLastLandscapeGyroValue.x)
{
LandscapeEGyroType = EGyroType.ToLeft;
}
else
{
LandscapeEGyroType = EGyroType.ToRight;
}
}
else if (mCurrentLandscapeGyroValue.y > 0 && mLastLandscapeGyroValue.y > 0)
{
//當 z > 0，x的值變大則為ToLeft，變小則為ToRight
if (mCurrentLandscapeGyroValue.x < mLastLandscapeGyroValue.x)
{
LandscapeEGyroType = EGyroType.ToRight;
}
else
{
LandscapeEGyroType = EGyroType.ToLeft;
}
}
else
{
if (mCurrentLandscapeGyroValue.y < mLastLandscapeGyroValue.y)
{
//當 z < 0 變為 z > 0，若 x < 0 則為ToLeft，否則則為ToRight
if (mCurrentLandscapeGyroValue.x > 0)
{
LandscapeEGyroType = EGyroType.ToLeft;
}
else
{
LandscapeEGyroType = EGyroType.ToRight;
}
}
else
{
//當 z > 0 變為 z<0，若 x< 0 則為ToRight，否則則為ToLeft
if (mCurrentLandscapeGyroValue.x < 0)
{
LandscapeEGyroType = EGyroType.ToLeft;
}
else
{
LandscapeEGyroType = EGyroType.ToRight;
}
}
}
}
mLastLandscapeGyroValue = mCurrentLandscapeGyroValue;
SetPortraitValue();
//Portrait
if (IsEquals(mCurrentPortraitGyroValue.x,mLastPortraitGyroValue.x,false))
{
PortraitEGyroType = EGyroType.NoRotate;
PortraitGyroDifference = 0;
}
else
{
PortraitGyroDifference = (int)(Mathf.Abs(mCurrentPortraitGyroValue.x - mLastPortraitGyroValue.x) * 60);
if (mCurrentPortraitGyroValue.y < 0 && mLastPortraitGyroValue.y < 0)
{
//當 z< 0，y的值變大則為ToUp，變小則為ToDown
if (mCurrentPortraitGyroValue.x < mLastPortraitGyroValue.x)
{
PortraitEGyroType = EGyroType.ToDown;
}
else
{
PortraitEGyroType = EGyroType.ToUp;
}
}
else if (mCurrentPortraitGyroValue.y > 0 && mLastPortraitGyroValue.y > 0)
{
//當 z > 0，y的值變大則為ToDown，變小則為ToUp
if (mCurrentPortraitGyroValue.x < mLastPortraitGyroValue.x)
{
PortraitEGyroType = EGyroType.ToUp;
}
else
{
PortraitEGyroType = EGyroType.ToDown;
}
}
else
{
//當 z<0 變為 z > 0，則為ToDown，反之則為ToUp
if (mCurrentPortraitGyroValue.y < mLastPortraitGyroValue.y)
{
//>0 變 <0
PortraitEGyroType = EGyroType.ToUp;
}
else
{
PortraitEGyroType = EGyroType.ToDown;
}
}
}
mLastPortraitGyroValue = mCurrentPortraitGyroValue;
}
//讀取gravity值
public void SetLandScapeValue()
{
mCurrentLandscapeGyroValue.x = mGyro.gravity.x;
mCurrentLandscapeGyroValue.y = mGyro.gravity.z;
}
public void SetPortraitValue()
{
mCurrentPortraitGyroValue.x = mGyro.gravity.y;
mCurrentPortraitGyroValue.y = mGyro.gravity.z;
}
//前後兩次是否相等
bool IsEquals(float a,float b,bool isLandscape)
{
if ((isLandscape && LandscapeEGyroType == EGyroType.NoRotate) || (!isLandscape && PortraitEGyroType == EGyroType.NoRotate))
{
if (Mathf.Abs(a - b) < 0.025f)
{
return true;
}
}
if (Mathf.Abs(a - b) < mPrecision)
{
return true;
}
return false;
}
}
接著我們寫個指令碼GyroBase用於掛載在需要根據手機狀態偏移的元件上，用於設定偏移的引數，以及對應狀態下計算偏移的量
using System;
using UnityEngine;
public class GyroBase
{
public float MaxValue;//最大偏移值
public float DefaultValue;//初始位置
float mCurrentValue;//當前偏移量
public float Speed;//速度
public float DuringTime;//等待間隔
float mCurrentDuringTime;//當前時間間隔
public Action<float> ValueChanged;//偏移事件
public GyroManager mManager;
float mBackSpeed;//回彈速度（一個減速過程）
float BackSpeed
{
get
{
if (mBackSpeed > mMinSpeed)
{
mBackSpeed = Mathf.Max(mBackSpeed - Speed * mDeltaTime,mMinSpeed);
}
return mBackSpeed;
}
}
float mMinSpeed;//最小速度
float mDeltaTime;//Time.deltaTime
bool mIsLandScape;//檢測手機水平轉動還是垂直轉動
bool mIsResetBackProperty = false;
//初始化賦值
public void Init(float maxValue,float defaultValue,float speed,float duringTime,bool isLandscape,Action<float> action)
{
MaxValue = maxValue;
DefaultValue = defaultValue;
Speed = speed;
DuringTime = duringTime;
mMinSpeed = Speed * 0.2f;
mCurrentValue = DefaultValue;
mIsLandScape = isLandscape;
if (mIsLandScape)
{
mManager.LandscapeTransToDefault += TransToDefault;
mManager.LandscapeTransToAdd += TransToAdd;
mManager.LandscapeTransToReduce += TransToReduce;
}
else
{
mManager.PortraitTransToDefault += TransToDefault;
mManager.PortraitTransToAdd += TransToAdd;
mManager.PortraitTransToReduce += TransToReduce;
}
ValueChanged = action;
}
//事件清除
public void Clear()
{
if (mIsLandScape)
{
mManager.LandscapeTransToDefault -= TransToDefault;
mManager.LandscapeTransToAdd -= TransToAdd;
mManager.LandscapeTransToReduce -= TransToReduce;
}
else
{
mManager.PortraitTransToDefault -= TransToDefault;
mManager.PortraitTransToAdd -= TransToAdd;
mManager.PortraitTransToReduce -= TransToReduce;
}
}
//重設回彈引數
void ResetBackProperty()
{
if (!mIsResetBackProperty)
{
mIsResetBackProperty = true;
mBackSpeed = Speed * 0.8f;
mCurrentDuringTime = 0;
}
}
//手機沒轉動的時候，超過間隔時間則減速回彈至預設位置
void TransToDefault()
{
mIsResetBackProperty = false;
mDeltaTime = Time.deltaTime;
mCurrentDuringTime += mDeltaTime;
if (mCurrentDuringTime > 1)
{
ValueToDefault();
ValueChanged?.Invoke(mCurrentValue);
}
}
//偏移增加
void TransToAdd(int difference)
{
ResetBackProperty();
ValueAddSpeed(difference);
ValueChanged?.Invoke(mCurrentValue);
}
//偏移減小
void TransToReduce(int difference)
{
ResetBackProperty();
ValueReduceSpeed(difference);
ValueChanged?.Invoke(mCurrentValue);
}
void ValueToDefault()
{
if (mCurrentValue > DefaultValue)
{
mCurrentValue = Mathf.Max(mCurrentValue - BackSpeed * mDeltaTime,DefaultValue);
}
else if (mCurrentValue < DefaultValue)
{
mCurrentValue = Mathf.Min(mCurrentValue + BackSpeed * mDeltaTime,DefaultValue);
}
}
void ValueAddSpeed(int difference)
{
if (mCurrentValue < DefaultValue + MaxValue)
{
mCurrentValue = Mathf.Min(mCurrentValue + Speed * mDeltaTime * difference,DefaultValue + MaxValue);
}
}
void ValueReduceSpeed(int difference)
{
if (mCurrentValue > DefaultValue - MaxValue)
{
mCurrentValue = Mathf.Max(mCurrentValue - Speed * mDeltaTime * difference,DefaultValue - MaxValue);
}
}
}
使用
例如，我們3D場景會隨手機的垂直轉動而上下偏移，我們可以通過旋轉攝像機的x軸來實現，我們只需寫個簡單的指令碼掛載在攝像機上即可
public class CameraGyro : MonoBehaviour
{
public GyroManager mManager;
Transform mTransform;
Vector3 mCameraAngle;
GyroBase mGyroBase;
void Start()
{
mTransform = transform;
mCameraAngle = Vector3.zero;
mGyroBase = new GyroBase();
mGyroBase.mManager = mManager;
mGyroBase.Init(5,5,1,false,Change);
}
void Change(float value)
{
mCameraAngle.x = value;
mTransform.localEulerAngles = mCameraAngle;
}
}
因為自己工程的UI場景並不是所有UI都會隨手機水平翻轉而轉動，所以就不能直接通過攝像頭來解決，而需要移動需要偏移的UI部分，所以我們可以寫個元件只掛載在需要偏移的UI部分上
public class UIGyro : MonoBehaviour
{
public GyroManager mManager;
void Start()
{
GyroBase mGyroBase = new GyroBase();
mGyroBase.mManager = mManager;
mGyroBase.Init(80,transform.localPosition.x,80,true,Change);
}
void Change(float value)
{
transform.localPosition = new Vector3(value,transform.localPosition.y);
}
}
這樣就大致實現了需要的效果了。
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支援我們。