Unity教程（三）角色跳跃的实现

cyr___

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分类专栏： Unity教程学习笔记文章标签： unity 游戏引擎游戏学习

于 2024-07-15 17:48:19 首次发布

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前言

本文为Udemy课程The Ultimate Guide to Creating an RPG Game in Unity学习笔记，如有错误，欢迎指正。

本节进行角色跳跃的实现。

Udemy课程地址

对应视频：
Jump with State Machine

精灵表素材。
素材链接：https://pan.baidu.com/s/1PnN2t7xOcNpPDLteLm4EJw?pwd=7pec。
提取码: 7pec

一、概述

本节实现角色跳跃需要创建超级状态PlayerGroundedState接地状态和PlayerAirState空中状态。

超级状态是一种用来分层控制的状态，它之下可以有很多简单状态，能对简单状态进行控制。举例说明，比如接地状态下角色可以是移动和闲置的，符合某种条件时可以从接地状态转换成另一个超级状态空中状态，这时角色不能再移动和闲置，但可以在空中状态下转换状态。通过这种方式创建分层状态机，就是状态机中又嵌套了一个状态机，通过分离来减少过渡条件，减少状态机的复杂度。我参照了文章。

状态转换条件如下：
在这里插入图片描述

可以看到转换到跳跃状态是在超级状态接地状态中进行的，这保证了无论角色处于闲置还是移动状态时都能进行跳跃。如果没有接地状态的控制可能会出现这种情况，角色可以在空中不断继续跳跃升天。

在实现时我们需要添见PlayerJumpState跳跃状态和两个超级状态PlayerGroundedState接地状态和PlayerAirState空中状态，它们都继承自状态基类PlayerState。同时我们需要修改PlayerIdleState空闲状态和PlayerMoveState移动状态让它们继承自PlayerGroundedState接地状态。具体如图：
在这里插入图片描述

二、创建超级状态

创建两个超级状态PlayerGroundedState接地状态和PlayerAirState空中状态。
在这里插入图片描述
把它们继承的类改为状态基类PlayerState，并生成构造函数、生成重写。基本操作具体讲解见
Unity教程（零）Unity和VS的使用相关内容

修改PlayerIdleState空闲状态和PlayerMoveState移动状态让它们继承自PlayerGroundedState接地状态
在这里插入图片描述

三、创建跳跃状态的混合树动画

层次面板中选中Animator，在Animation面板中创建两个动画playerJump跳跃动画和playerFall下落动画
playerJump精灵表标号41-43，采样率改为10
playerFall精灵表标号46-48，采样率改为10
具体讲解见Unity教程（零）Unity和VS的使用相关内容
在这里插入图片描述

你会看到动画师中多出两个状态
在这里插入图片描述

删掉palyerJump和playerFall这两个块，创建混合树动画，命名为Jump/Fall
右键->Create State->From New Blend Tree

把混合树参数重命名为yVelocity，到时候我们需要动画按照角色y方向速度混合。

双击Jump/Fall混合树进入混合树的进一步编辑
在这里插入图片描述
在右侧面板添加两个动画
"+"号->Add Motion Field->拖入动画

结果如下：

勾掉Automate Threshholds，将PlayerFall的Threshhold改为-1

关于Threshold阈值的理解
参照博客Unity动画系统详解5：BlendTree混合树是什么？和官方手册混合树1D混合
在此混合树中我们使用的是1D混合，Threshold代表的是混合树参数在等于阈值时完全使用这个动画。
在这里插入图片描述
顺带一提，这个钟表图标Time Scale可以调节动画的播放速度，比如你想让动画播放速度变为原来的2倍，可以把它设置为2。

在这里可以检查混合树的效果
将右下Blend Tree这一小条向上拖

拖动Blend Tree的参数滑动条查看不同参数时的动画
在这里插入图片描述
可以看到动画随参数变化

连接状态机，并添加过渡条件Jump，并修改过渡设置
如需更详细过程讲解，见Unity教程（零）Unity和VS的使用相关内容
添加条件变量

连接过渡

进入Jump/Fall的过渡
在这里插入图片描述
退出Jump/Fall的过渡

四、跳跃的实现

跳跃的实现要经过这样一个过程：
在角色处于接地状态PlayerGroundedState时接收到跳跃键按下的输入，转换到跳跃状态PlayerJumpState，在跳跃状态中设置跳跃速度。然后当跳跃至顶点时角色开始下落，在y方向的速度开始为负，这时切换到空中状态PlayerAirState。在落到地面时，y方向速度为0，角色切换为闲置状态。

在这里插入图片描述
创建脚本PlayerJumpState,继承于PlayerState，生成构造函数和重写。

在Player添加PlayerJumpState和PlayerAirState两个状态，在Awake函数中创建这两个状态,它们都通过条件变量Jump去控制动画。

    #region 状态
    public PlayerStateMachine StateMachine { get; private set; }
    public PlayerIdleState idleState { get; private set; }
    public PlayerMoveState moveState { get; private set; }
    public PlayerJumpState jumpState { get; private set; }
    public PlayerAirState airState { get; private set; }
    #endregion

    //创建对象
    private void Awake()
    {
        StateMachine = new PlayerStateMachine();

        idleState = new PlayerIdleState(StateMachine, this, "Idle");
        moveState = new PlayerMoveState(StateMachine, this, "Move");
        jumpState = new PlayerJumpState(StateMachine, this, "Jump");
        airState = new PlayerAirState(StateMachine, this, "Jump");

        anim = GetComponentInChildren<Animator>();
        rb = GetComponent<Rigidbody2D>();

    }

完善PlayerJumpState实现设置跳跃和切换状态，实现大致如下：
在这里插入图片描述

在player中添加变量jumpForce用以设置跳跃

    public float jumpForce = 12f;

顺带Gravity Scale改为3.5
在这里插入图片描述

接下来在PlayerJumpState中进行完善。
在进入Jump状态时设置y方向速度实现跳跃。

    public override void Enter()
    {
        base.Enter();

        rb.velocity = new Vector2(rb.velocity.x, player.jumpForce);
    }

在y方向速度开始小于0时，角色下落切换到空中状态

    public override void Update()
    {
        base.Update();

        if(rb.velocity.y < 0)
            stateMachine.ChangeState(player.airState);
    }

完善PlayerGroundedState，按下空格时切换到跳跃状态

    //更新
    public override void Update()
    {
        base.Update();

        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
            stateMachine.ChangeState(player.jumpState);
    }

完善PlayerAirState,实现落地后切换为闲置状态

    public override void Update()
    {
        base.Update();

        if(rb.velocity.y == 0)
            stateMachine.ChangeState(player.idleState);
    }

完成后运行，效果如下：
在这里插入图片描述

你会发现还有一个小问题，下落的时候并没有切换到下落的动画，依旧是向上跳跃时的，因为我们还没有设置混合树的参数。
我们在PlayerState中设置，确保它在跳跃和空中状态都可用。

    //更新状态
    public virtual void Update()
    {
        xInput = Input.GetAxisRaw("Horizontal");
        player.anim.SetFloat("yVelocity", rb.velocity .y);
    }

这样我们就实现了跳跃和下落动画的混合
在这里插入图片描述

总结完整代码

Player.cs

添加创建跳跃状态和空中状态，定义跳跃力度

//Player:玩家
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Player : MonoBehaviour
{

    [Header("Move Info")]
    public float moveSpeed = 8f;
    public int facingDir { get; private set; } = 1;
    private bool facingRight = true;

    public float jumpForce = 12f;


    #region 组件
    public Animator anim { get; private set; }
    public Rigidbody2D rb { get; private set; }
    #endregion


    #region 状态
    public PlayerStateMachine StateMachine { get; private set; }
    public PlayerIdleState idleState { get; private set; }
    public PlayerMoveState moveState { get; private set; }
    public PlayerJumpState jumpState { get; private set; }
    public PlayerAirState airState { get; private set; }
    #endregion

    //创建对象
    private void Awake()
    {
        StateMachine = new PlayerStateMachine();

        idleState = new PlayerIdleState(StateMachine, this, "Idle");
        moveState = new PlayerMoveState(StateMachine, this, "Move");
        jumpState = new PlayerJumpState(StateMachine, this, "Jump");
        airState = new PlayerAirState(StateMachine, this, "Jump");

        anim = GetComponentInChildren<Animator>();
        rb = GetComponent<Rigidbody2D>();

    }

    // 设置初始状态
    private void Start()
    {
        StateMachine.Initialize(idleState);
    }

    // 更新
    private void Update()
    {
        StateMachine.currentState.Update();
    }

    //设置速度
    public void SetVelocity(float _xVelocity, float _yVelocity)
    {
        rb.velocity = new Vector2(_xVelocity, _yVelocity);
        FlipController(_xVelocity);
    }

    //翻转实现
    public void Flip()
    {
        facingDir = -1 * facingDir;
        facingRight = !facingRight;
        transform.Rotate(0, 180, 0);
    }
    //翻转控制
    public void FlipController(float _x)
    {
        if (_x > 0 && !facingRight)
            Flip();
        else if(_x < 0 && facingRight)
            Flip();
    }
}

PlayerGroundedState.cs

实现接地状态切换到跳跃，并且被PlayerIdleState，PlayerMoveState继承

//超级状态PlayerGroundedState：接地状态
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class PlayerGroundedState : PlayerState
{
    //构造函数
    public PlayerGroundedState(PlayerStateMachine _stateMachine, Player _player, string _animBoolName) : base(_stateMachine, _player, _animBoolName)
    {
    }

    //进入
    public override void Enter()
    {
        base.Enter();
    }

    //退出
    public override void Exit()
    {
        base.Exit();
    }

    //更新
    public override void Update()
    {
        base.Update();

        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
            stateMachine.ChangeState(player.jumpState);
    }
}

PlayerJumpState.cs

实现设置跳跃速度，实现切换到PlayerAirState空中状态

//PlayJumpState:跳跃状态
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class PlayerJumpState : PlayerState
{
    public PlayerJumpState(PlayerStateMachine _stateMachine, Player _player, string _animBoolName) : base(_stateMachine, _player, _animBoolName)
    {
    }

    public override void Enter()
    {
        base.Enter();

        rb.velocity = new Vector2(rb.velocity.x, player.jumpForce);
    }

    public override void Exit()
    {
        base.Exit();
    }

    public override void Update()
    {
        base.Update();

        if(rb.velocity.y < 0)
            stateMachine.ChangeState(player.airState);
    }
}

PlayerAirState.cs

实现切换到闲置状态

//超级状态PlayerAirState：空中状态
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class PlayerAirState : PlayerState
{
    //构造函数
    public PlayerAirState(PlayerStateMachine _stateMachine, Player _player, string _animBoolName) : base(_stateMachine, _player, _animBoolName)
    {
    }

    //进入
    public override void Enter()
    {
        base.Enter();
    }

    //退出
    public override void Exit()
    {
        base.Exit();
    }

    //更新
    public override void Update()
    {
        base.Update();

        if(rb.velocity.y == 0)
            stateMachine.ChangeState(player.idleState);
    }
}

PlayerState.cs

实现混合树参数的设置

//PlayerState:状态基类
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class PlayerState
{

    protected PlayerStateMachine stateMachine;
    protected Player player;

    protected Rigidbody2D rb;

    protected float xInput;
    private string animBoolName;

    //构造函数
    public PlayerState(PlayerStateMachine _stateMachine, Player _player, string _animBoolName)
    {
        this.stateMachine = _stateMachine;
        this.player = _player;
        this.animBoolName = _animBoolName;
    }

    //进入状态
    public virtual void Enter()
    {
        //进入动画播放条件变量设置
        player.anim.SetBool(animBoolName, true);

        //获取刚体
        rb = player.rb;
    }

    //更新状态
    public virtual void Update()
    {
        xInput = Input.GetAxisRaw("Horizontal");
        player.anim.SetFloat("yVelocity", rb.velocity .y);
    }

    //退出状态
    public virtual void Exit()
    {
        //退出动画播放条件变量设置
        player.anim.SetBool(animBoolName, false);
    }
}