Unity 3D 移動公式 心得筆記

大家好，最近才領悟到心得筆記可以放在部落格，一來在自己找歷史資料時方便，二來也許整理的心得會有需要的人，也可方便取用，就這樣。

這邊若要活用移動方式，會建議學習向量相關的知識，會比較了解為何可以達到這種效果，但如果不學，看懂套用方式直接套用也可以，就看本身自己的需求如何了。

接下來介紹一下在Unity中，移動可分為 移動模式 和 移動方式
移動方式又有分非物理影響與物理影響的移動方式，因為我的專案目前還不需要用到，物理影響相關的公式，所以我這邊就不再特別介紹，等我需要的時候，再一併整理上來吧。

移動模式：移動中的路徑變化

• Vector3.Lerp：根據來源地與目的地，兩點畫一直線做直線位移運動，以時間軸控制。
• Vector3.Slerp：根據來源地與目的地，兩點畫一曲線做曲線位移運動，曲度由來源目標的物件方向與目的地的位置做角度偏移量決定。
• Vector3.MoveTowards：與Vector3.Lerp做一樣的直線運動，控制項是以移動速度做為控制。
• Vector3.SmoothDamp：與Vector3.Lerp做一樣的直線運動，但加入了時間軸控制與最大移動速度限制控制。

移動方式：移動時，是屬於跳耀方式還是連續性的位移

• Transform.position：瞬間移動到定點位置 (較不受碰撞影響)。
• Transform.Translate：平滑移動 (可受碰撞影響)，會讓移動看起來更順，但需要位移時間。

可看需求搭配組合：

• Transform.Position：定點跳耀的移動方式需搭配對應的移動模式。
• Transform.Translate：本身就有支援直線位移的功能，所以只有非直線位移的方式，才需要額外撰寫移動模式。

接下來介紹實際使用的方式與內容。

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Vector3.Lerp使用時機：
做直線運動時，並須要在特定時間內到達定點，或是想要在移動的過程中做漸快漸慢，因為是直線運動所以比較常跟transform.position做搭配使用。

函式宣告：
Vector3.Lerp(from : Vector3, to : Vector3, t : float) : Vector3
from:起始座標
to:目的座標
t:以時間軸控制位移[0, ... , 1]，1秒鐘到達目的，0.5秒代表中間位置，所以自己要換算所需時間。
return:當下座標

使用範例：

public class example : MonoBehaviour {
 public Transform start;
 public Transform end;
 void Update() {
  transform.position = Vector3.Lerp(start.position, end.position, Time.time);
 }
}

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Vector3.MoveTowards使用時機：
與Lerp一樣做直線運動，不一樣的地方是Lerp是控制時間軸，而MoveTowards是控制移動速度，當要做等速度移動或是保持某個速度移動時適用。

函式宣告：
Vector3.MoveTowards (current : Vector3, target : Vector3, maxDistanceDelta : float) : Vector3
current :起始座標
target :目標座標
maxDistanceDelta :保證移動時，不會超過我們設定的速度，正值就是追向目標，負值就是遠離目標。
return:當下座標

使用範例：

public class example : MonoBehaviour {
 public Transform start;
 public Transform end;
 void Update() {
  transform.position = Vector3.MoveTowards(start.position, end.position, 30.0f);
 }
}

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Vector3.Slerp使用時機：從一個座標方向到一個目標座標畫一個弧線，使用時間軸控制位移座標，可以用於曲線移動到目標，比如火球術，或光球追跡彈。

函式宣告：
Vector3.Slerp (from : Vector3, to : Vector3, t : float) : Vector3
from:起始座標
to:目的座標
t:以時間軸控制位移[0, ... , 1]，1秒鐘到達目的，0.5秒代表中間位置，所以自己要換算所需時間。
return:當下座標

使用範例：

public class example : MonoBehaviour {
 public Transform sunrise;
 public Transform sunset;
 void Update() {
  Vector3 center = sunrise.position + sunset.position * 0.5F;
  center -= new Vector3(0, 1, 0);
  Vector3 riseRelCenter = sunrise.position - center;
  Vector3 setRelCenter = sunset.position - center;
  transform.position = Vector3.Slerp(riseRelCenter, setRelCenter, Time.time);
  transform.position += center;
 }
}

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Vector3.SmoothDamp使用時機：這是Lerp與MoveTowards的功能總合版本，會以漸快的方式達到一個速度後，保持速度，當目標不再移動時，會已漸慢速度移動到目標位置，感覺就像開車停車一樣，保持較為平滑變化較小的位移狀態，最常見的用法用於攝影機跟隨目標。

函式宣告：
Vector3.SmoothDamp(current : Vector3, target : Vector3, ref currentVelocity : Vector3, smoothTime : float, maxSpeed : float = Mathf.Infinity, deltaTime : float = Time.deltaTime) : Vector3
current:目前所在位置
target:目的地位置
currentVelocity:當前的速度 是返回值
smoothTime:達到目標的時間設定
maxSpeed:最大移動速度限制
deltaTime:上次調用此函數的時間 默認Time.deltaTime
return:回傳 更新的座標位置

使用範例：

public class example : MonoBehaviour {
 public Transform target;
 public float smoothTime = 0.3F;
 private Vector3 velocity = Vector3.zero;
 void Update() {
  Vector3 targetPosition = target.TransformPoint(new Vector3(0, 5, -10));
  transform.position = Vector3.SmoothDamp(transform.position, targetPosition, ref velocity, smoothTime);
 }
}

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Transform.position使用時機：當不需要碰撞，而且希望更迅速更省效能的方式移動到我們想移動到的位置時，可以選擇此方法。

物件宣告：
Transform.position : Vector3
無法直接針對裡面的xyz做運算，當需要改變裡面的數值時可透過向量運算或是new的方式重新賦予座標位置。

Vector3本身可以表示成座標位置也可表示成速度向量，這邊就要看讀者怎麼解讀使用他了，

但在這邊的公式參數幾乎都是以座標位置為主 所以要當成速度向量的話，就需要做公式轉換寫成：

目的位置 = 來源位置 * 速度向量

這樣子就可以讓他在移動時不會到達目標點就停住了。

使用範例：

public class example : MonoBehaviour {

        //目標位置
 public Transform target;
 void Update() {

                //計算兩物體的距離

                float dis = Vector3.Distance(transform.position, traget.position);

                //保持距離，若遠離則追逐目標。

                if(dis >= 5) {

                        //持續注視目標

                        transform.LookAt(target);

                        //持續往目標前進

                        transform.position += transform.forward*Time.deltaTime * 1;
  }
 }
}

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Transform.Translate使用時機：平滑移動 (可受碰撞影響)，會讓移動看起來更順，因為在移動的過程，自己會去運算補間位移的過程，但移動到位置的時間會比較慢，而且在運算中比較容易耗效能。

函式宣告：

    以自身位置為基準：
    Transform.Translate (translation : Vector3, relativeTo : Space = Space.Self) : void
    Transform.Translate (x : float, y : float, z : float, relativeTo : Space = Space.Self) : void
    translation: 給予移動方向與速度
    relativeTo: 此速度向量是依照哪個座標系 Space.Self or Space.World

    依據目標位置 給予速度向量，設定移動距離
    Transform.Translate (translation : Vector3, relativeTo : Transform) : void
    Transform.Translate (x : float, y : float, z : float, relativeTo : Transform) : void
    translation: 速度向量
    relativeTo: 目標位置

使用範例：

public class example : MonoBehaviour {
 void Update() {
  transform.Translate(Vector3.forward * Time.deltaTime);
  transform.Translate(Vector3.up * Time.deltaTime, Space.World);
 }
}

Transform.Translate本身配合 Transform.Rotate 就可以使用控制角度的方式前進移動，移動會依照目前物件面向的方向一值前進，而我們可以透過Rotate改變他的移動角度。

使用範例：

public class example : MonoBehaviour {
 void Update() {
  transform.Translate(Vector3.forward * Time.deltaTime);
  transform.Rotate(Vector3.up * Time.deltaTime * 50.0f);
 }
}

飛機移動方式

public class OwnFighter : MonoBehaviour

{

    /// <summary>移動速度</summary>
    public float fMoveSpeed = 1.0f;
    /// <summary>旋轉速度</summary>
    public float fRotateSpeed = 5.0f;

    void Update()
    {
        //上下旋轉
        float l_fH = Input.GetAxis("Mouse X") * fRotateSpeed;
        transform.Rotate(Vector3.up * Time.deltaTime * l_fH * 100);
        //左右旋轉
        float l_fV = Input.GetAxis("Mouse Y") * fRotateSpeed;
        transform.Rotate(Vector3.left * Time.deltaTime * l_fV * 100);
        //往前移動
        transform.Translate(Vector3.forward * Time.deltaTime * fMoveSpeed);
    }

}

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補充：

有鋼體的話可以用鋼體設定速度的方式讓他自行移動。
l_obj.GetComponent<Rigidbody>().velocity = transform.TransformDirection(Vector3.forward * 10);

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以下也開放留言，可以問一些問題，可以再相互討論精進。