Unity 点击模型上任意位置,模型旋转,令点击位置朝向摄像机
效果如下
1.鼠标点击屏幕时,从摄像机向鼠标屏幕坐标发射射线,获取射线与球交点P坐标(球需要添加 Sphere Collider 碰撞盒)
2.构建两个向量
向量a 从球心O指向摄像机,a = 摄像机坐标 - 球心坐标
向量b从球心O指向交点P,b = P - 球心坐标
3.如何计算旋转?
先看下图
我们需要将 向量b 经过旋转后与 向量a 重合
首先需要确认一个旋转轴
向量b 叉乘 向量a得到向量cross
向量cross垂直于向量a和向量b
所以向量cross可以作为向量b的旋转轴
计算向量b到向量a的夹角角度angle,然后计算以向量cross为旋转轴,旋转angle度的 四元数
Quaternion quaternion = Quaternion.AngleAxis(angle, cross);
最后令 向量c = 四元数 quaternion 左乘 向量b
向量c 就跟向量a重合了
Vector3 c = quaternion * b;
上面讲的是向量的旋转
我们需要的是将球体旋转,道理也是一样的
令 四元数 result = 四元数 quaternion 左乘 球体旋转四元数
四元数 result 的结果就是球最终旋转的四元数
Quaternion result = quaternion * transform.rotation;
新建 RotationTo.cs 脚本,将脚本挂载到需要旋转的球体对象上,运行Unity,点击模型,即可看到效果。代码如下
using UnityEngine;
public class RotationTo : MonoBehaviour
{
private Transform tr;
private Quaternion finalQuaternion = Quaternion.identity;
void Start()
{
tr = transform;
Transform redPoint = GameObject.CreatePrimitive(PrimitiveType.Sphere).transform;
redPoint.transform.localScale = Vector3.one * 0.2f;
redPoint.GetComponent<MeshRenderer>().material.color = Color.red;
Vector3 position = tr.position + (Camera.main.transform.position - tr.position).normalized * tr.localScale.x;
redPoint.transform.position = position;
}
void Update()
{
if (Input.GetMouseButtonDown(0))
{
GetTheClickPoint();
}
// 使用差值函数平滑的旋转到最终朝向
tr.rotation = Quaternion.Lerp(tr.rotation, finalQuaternion, 0.01f);
}
// 获取点中球面上点坐标
private void GetTheClickPoint()
{
//实例一个从主摄像机到鼠标点击位置的射线
Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
RaycastHit hitInfo;
//发射射线,如果射线碰撞到带有 Collider 组件的对象将返回 true,否则返回 false
if (Physics.Raycast(ray, out hitInfo))
{
// hitInfo.point 为射线和球面碰撞点坐标(鼠标点击球面坐标)
finalQuaternion = CalculateRotation(hitInfo.point);
}
}
//计算球面上点 hitPoint 朝向主摄像机时球的 rotation
private Quaternion CalculateRotation(Vector3 hitPoint)
{
// 获取球心到点击球面点的向量
Vector3 v1 = hitPoint - tr.position;
// 获取球心到主摄像机的向量
Vector3 v2 = Camera.main.transform.position - tr.position;
// 球进行旋转即是以通过球心且和 v1、v2 组成界面垂直的向量(法向量)为旋转轴
// v1 和 v2 叉乘,获取 v1、v2 组成界面的法向量
Vector3 cross = Vector3.Cross(v1, v2);
// 球绕旋转轴旋转的角度为 v1 和 v2 的夹角
// 获取向量 v1、v2 的夹角
float angle = Vector3.Angle(v1, v2);
//获取球以 cross 为旋转轴 旋转angle 角度的 四元数
Quaternion quaternion = Quaternion.AngleAxis(angle, cross);
// 这样错误, 必须要 quaternion 左乘 tr.rotation
//return tr.rotation * quaternion;
return quaternion * tr.rotation;
}
}