Unity笔记(二)——Time、Vector3、位置位移、角度、旋转、缩放、看向

写在前面

写本系列的目的(自用)是回顾已经学过的知识、记录新学习的知识或是记录心得理解，方便自己以后快速复习，减少遗忘。这里只有部分语法知识。

五、Time时间相关

1、时间缩放比例

概念：可以通过UnityEngine.Time类的timeScale属性控制游戏时间流速

用法：暂停时间: 设置Time.timeScale = 0

           正常速度: 设置Time.timeScale = 1（默认值）

           倍速播放: 设置Time.timeScale = n（n>1时为n倍速，如2表示两倍速）

应用场景：游戏暂停功能实现、​​​​​​​过场动画的慢动作/快进效果​​​​​​​、技能冷却时间加速/减速。

2、帧间隔时间

概念：帧间隔时间指最近⼀帧完成⼀次游戏循环所⽤的时间，单位是秒。游戏本质是死循环，⼀帧即⼀次循环执⾏。

用法：​​​​​​​通过Time.deltaTime获取受时间缩放影响的帧间隔时间，Time.unscaledDeltaTime获取不受影响的帧间隔时间。

其中，受影响的帧间隔时间 = 不受影响的帧间隔时间*缩放比例timeScale。不受scale影响的帧间隔时间始终返回实际帧间隔时间。如下例：

public class time : MonoBehaviour
{void Update(){//Time.timeScale = 0;//Time.timeScale = 1;Time.timeScale = 2;print("帧间隔:"+Time.deltaTime);print("不受影响帧间隔:"+Time.unscaledDeltaTime);}
}

输出： 

作用： 

(1)实现位移计算：​​​​​​​基于物理公式路程 = 时间 × 速度，在Update()中每帧⽤Time.deltaTime参与计算实现平滑移动。

(2)选择是否跟随游戏静止：​​​​​​​需要随游戏暂停停⽌移动：使⽤Time.deltaTime、​​​​​​​需要⽆视游戏暂停继续移动：使⽤Time.unscaledDeltaTime

(3)加速原理：timeScale=2时，受影响的帧间隔时间值变为实际值×2，导致位移计算量倍增，表现为2倍速效果。

3、游戏开始到现在的时间

Time.time：​​​​​​​受timeScale影响的游戏运⾏时间

Time.unscaledtime：不受timeScale​​​​​​​影响的真实运⾏时间

print("游戏时间" + Time.time);

应用：主要用于单机游戏计时，网络游戏一般使用服务器时间。

4、 物理帧间隔时间

(1)物理帧间隔时间和帧间隔时间的区别

物理帧间隔时间：指 Unity物理引擎（如刚体运动、碰撞检测、关节模拟）的更新间隔时间，用于保证物理模拟的一致性和稳定性。

帧间隔时间：指渲染帧（游戏画面更新）之间的时间差，即一帧渲染完成到下一帧开始渲染的间隔。

(2)物理帧间隔时间

物理帧间隔时间是固定的，可以通过​​​​​​​Edit→Project Settings→Time设置Fixed Timestep值。默认值为0.02秒(50Hz)

获取方法：

    void Update(){Time.timeScale = 2;}private void FixedUpdate(){print("物理帧间隔" + Time.fixedDeltaTime);print("不受scale影响" + Time.fixedUnscaledDeltaTime);}

 5、帧数

​​​​​​​概念：帧数表示从游戏开始到现在运⾏的循环次数，⼀帧即⼀次游戏循环。Unity底层只有⼀个主循环，不同脚本中的Update⽅法都在同⼀帧中按顺序执⾏。

获取方法：​​​​​​​通过Time.frameCount静态属性获取，该属性返回int类型值，记录当前累计帧数。

print(Time.frameCount);

六、 Vector3基础、位置位移

transform：​​​​​​​游戏对象的位移、旋转、缩放等操作都由Transform组件处理，是Unity中极其重要的类

vector3主要用于表示三维坐标系中的点和向量

1、Vector3

(1)Vector3的声明

vector3的声明可以采用无参构造、有参构造。vector3可以不new直接赋值。

    void Start(){Vector3 v = new Vector3();v.x = 10;v.y = 10;v.z = 10;//当参数不满3个时，没有传入的参数默认为0Vector3 v1 = new Vector3(10, 10);Vector3 v2 = new Vector3(10, 10, 10);Vector3 v3;v3.x = 10;v3.y = 10;v3.z = 10;}

需要注意的是，当使用有参构造时，若传入的参数不足三个，没传入的参数默认为0。

(2)Vector3的运算

+ - * / 都有

void Start()
{Vector3 v4 = new Vector3(1, 1, 1);Vector3 v5 = new Vector3(2, 2, 2);print(v4 * 10);print(v5 / 2);print(v4 + v5);
}

输出如下：

(3)常用静态属性与方法

Vector3有一些常用静态属性，可以生成特殊的向量

void Start()
{print(Vector3.zero);//000print(Vector3.right);//100print(Vector3.left);//-100print(Vector3.forward);//001print(Vector3.back);//00-1print(Vector3.up);//010print(Vector3.down);//0-10
}

结果是：

 Vecotr3的常用方法可以直接计算两个点之间的距离：

void Start()
{Vector3 v4 = new Vector3(1, 1, 1);Vector3 v5 = new Vector3(2, 2, 2);print(Vector3.Distance(v4, v5));
}

 2、位置

(1)相对于世界坐标系的位置

位置获取：通过this.transform.position获取当前脚本挂载的对象相对于世界坐标系原点的位置

由于面板里显示的对象位置与父对象有关，所以如果当前对象有父对象且​​​​​​​父对象位置不在原点，⾯板显示的位置与transform.position获取的值会不同。当父对象的位置在原点000时，相同。

此时没有父对象：

    void Start(){this.transform.position = new Vector3(10, 10, 10);print(this.transform.position);}

运行前后的面板及控制台输出：

当有父对象时，由于面板显示的是子对象相对父对象的位置坐标，就会与输出结果(世界坐标产生差异)，所以也可以直接输出相对父对象的位置坐标。 

(2)相对父对象的位置

位置获取：使⽤this.transform.localPosition获取相对于⽗对象的位置

这样，localPosition始终与Inspector面板显示的位置一致。

    void Start(){print(this.transform.position);print(this.transform.localPosition);}

(3)对象的位置修改、朝向获取

对象的朝向获取可以采用之前提到的Vector3.up、Vector3.forward等。例如：

print(this.transform.forward);
print(this.transform.up);

这里分别打印的是对象的面朝向和头顶朝向。 

若是要对对象的x、y、z轴进行修改，需要统一修改，不能单独修改其中一个坐标的值，除非采用整体赋值。

    void Start(){this.transform.localPosition = Vector3.up * 10;print(this.transform.localPosition);//若是想改变单一坐标轴this.transform.localPosition = new Vector3(10, this.transform.localPosition.y, this.transform.localPosition.z);print(this.transform.localPosition);//还可以整体修改Vector3 vt = this.transform.localPosition;vt.x = 0;this.transform.localPosition = vt;print(this.transform.localPosition);}

结果为：

3、位移

在坐标系下，位移的核心公式为：路程=方向 × 速度 × 时间，适⽤于所有维度坐标系。类似于数学里的，向量以及向量在每个坐标轴上的分量。

位移可以自己计算以及利用API计算。

(1)自己计算位移

自己计算位移严格遵循核心方式：路程=方向×速度×时间即可。由于运动与帧相关，因此写在upDate函数中。

其中，方向传入的是Vector3向量。位移方向有两种：相对于自身的坐标系、相对于世界的坐标系。如果要相对于自身，就可以使用this.transform.方向。需要相对于世界就直接传入对应的Vector3向量，例如Vector3.right。

速度写入一个数字即可，时间可以使用Time.deltaTime保证帧率无关的平滑运动。如下：

    void Update(){//相对于对象自身的坐标系的x轴正方向移动this.transform.position += this.transform.right * 1 * Time.deltaTime;//相对于世界坐标系的x轴正方向移动this.transform.position += Vector3.right * 1 * Time.deltaTime;}

(2)使用API位移

使用transform.Translate方法。常用的重载方法是：​​​​​​​

Translate(Vector3 translation)、​​​​​​​Translate(Vector3 translation, Space relativeTo)

其中第一个参数是位移向量，计算公式为路程 = 方向 × 速度 × 时间；第二个参数是相对坐标系（默认Space.Self）。

其中，参数为Space.Self时表示相对于物体自身坐标系，为Space.World表示相对于世界坐标系。

    void Update(){//1、相对于世界坐标系，朝向z轴世界坐标系的正方向this.transform.Translate(Vector3.forward * 1 * Time.deltaTime, Space.World);//2、相对于世界坐标系，自己的面朝向去动this.transform.Translate(this.transform.forward * 1 * Time.deltaTime, Space.World);//3、相对于自己坐标系的自己的面的z方向动 (基本不使用)this.transform.Translate(this.transform.forward * 1 * Time.deltaTime, Space.Self);//4、相对于自己的坐标系下 z轴正方向移动this.transform.Translate(Vector3.forward * 1 * Time.deltaTime, Space.Self);}

七、角度和旋转

1、角度

角度同样有两种，相对世界坐标系的角度和相对父对象的角度。角度采用的方法是transform.eulerAngles。

    void Start(){//打印相对世界坐标的角度print(this.transform.eulerAngles);//打印父对象的角度print(this.transform.localEulerAngles);}

打印结果：

 修改角度的方式与修改位置的方式一样，必须同时设置x，y，z三个方向，不能单独修改某一方向。

this.transform.localEulerAngles = Vector3.zero;

2、旋转

旋转分为自传和公转(绕某个点或某个对象旋转)

(1)自转

自转使用Unity自带的API，transform.Rotate，这个方法常用的有两种形式：两参数形式和三参数形式。

以下例子的第一句就是两参数形式，两个参数分别为：指定每个轴具体转多少度、坐标系选择(世界or自己，默认为自己)

第二句是三个参数，三个参数分别为：旋转轴方向(常用Vector3.up/right/forward)、旋转角度、坐标系选择(世界or自己，默认为自己)

    void Update(){this.transform.Rotate(new Vector3(0, 10, 0) * Time.deltaTime,Space.World);this.transform.Rotate(Vector3.right, 10 * Time.deltaTime);}

(2)绕着点转

绕着点转使用的是函数transform.RotateAround()，会传入三个参数：旋转中心点、旋转轴方向、旋转角度

void Update()
{transform.RotateAround(Vector3.zero,Vector3.up,10*Time.deltaTime);
}

运行时，当前对象会绕着000点公转：

八、缩放和看向 

1、缩放

(1)两种缩放

缩放同样有两种，相对世界坐标系进行缩放和相对父对象进行缩放，其中

使⽤this.transform.lossyScale获取相对于世界坐标系的缩放值；

使⽤this.transform.localScale获取相对于⽗对象的缩放值。

例子中，父对象的缩放值为2，2，2；当前对象(子对象)的缩放值为1，1，1。由于inspector面板显示的是相对于父对象的缩放值，因此此时子对象相对世界坐标的缩放值也应该是2，2，2。

    void Start(){print(this.transform.lossyScale);print(this.transform.localScale);}

结果是： 

(2)缩放的修改 

关于缩放的修改。对于相对于世界坐标系的缩放值只能获取不能修改，而相对于父对象的可以修改，也只能同时修改x、y、z，不能单独修改。

this.transform.localScale = new Vector3(3, 3, 3);

可以在UpDate函数中实现随时间渐变缩放：

    void Update(){this.transform.localScale += Vector3.one * Time.deltaTime;}

2、看向

看向是指定当前对象看向一个点或者一个对象，使用this.transform.LookAt()，里面传入该点的位置信息。

(1)看向一个点

    void Update(){this.transform.LookAt(Vector3.zero);}

结果：

(2)看向一个对象

需要在this.transform.LookAt()中传入对应向量的transform信息。

public class Scale_cube : MonoBehaviour
{public GameObject lookAtObj;void Update(){this.transform.LookAt(lookAtObj.transform);}
}