Unity UI或3D場景實現(xiàn)跟隨手機陀螺儀的晃動效果

來源：本站原創(chuàng)|時間：2020-01-10|欄目：C#教程|點擊：次

需求

當(dāng)游戲顯示3d場景及其UI的時候。玩家左右晃動手機的時候，UI界面會隨之左右偏移。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，停頓一會后自動恢復(fù)到初始默認(rèn)位置。

分析

首先本文功能應(yīng)對的是橫屏游戲（豎屏游戲的話也差不多一樣，大家自己拓展下），假設(shè)當(dāng)我們拿起手機玩游戲，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，以及屏幕內(nèi)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

我們可以先用一個枚舉來定義這四個部位的傾斜情況

public enum EGyroType
{
 NoRotate,//不旋轉(zhuǎn)
 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的陀螺儀接口Input.gyro的一些屬性，來判斷當(dāng)前手機的傾斜狀態(tài)，Gyroscope有如下屬性：

我用到enabled和gravity兩個屬性，enabled用于打開或者關(guān)閉陀螺儀功能，而gravity返回的是一個Vector3變量，具體情況對應(yīng)的返回值，通過打印Log在android手機上顯示如下（橫屏游戲，紀(jì)錄了某種情況下的某個不特定的角度的gravity值）：

當(dāng)手機橫著屏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(dāng)手機下方向上傾斜時，某個角度（轉(zhuǎn)角小于90度）的返回值為：(0.0, 0.4, -0.9)，角度再大的話屏幕的內(nèi)容會翻轉(zhuǎn)過來。

當(dāng)手機下方向下傾斜時，某個角度（轉(zhuǎn)角小于90度）的返回值為：(0.0, -0.5, -0.9)，轉(zhuǎn)角為90度時：(0.0, -1.0, 0.0)，轉(zhuǎn)角在90度到180度中時：(0.0, -0.8, 0.6)，180度時即屏幕正朝下為：(0.0, 0.0, 1.0)，若角度再大一點為：(0.0, 0.3, 0.9)，直至屏幕內(nèi)容翻轉(zhuǎn)過來。

我們可以發(fā)現(xiàn)

1.當(dāng) z < 0 , y > 0：當(dāng)y的值變大則為ToUp，變小則為ToDown

2.當(dāng) z < 0 , y < 0：當(dāng)y的值變大則為ToUp，變小則為ToDown

3.當(dāng) z > 0 , y < 0：當(dāng)y的值變大則為ToDown，變小則為ToUp

4.當(dāng) z > 0 , y > 0：當(dāng)y的值變大則為ToDown，變小則為ToUp

5.當(dāng) z < 0 變?yōu)?z > 0，則為ToDown，反之則為ToUp

前四條總結(jié)下來就是，當(dāng) z < 0，y的值變大則為ToUp，變小則為ToDown。當(dāng) z > 0，y的值變大則為ToDown，變小則為ToUp

左右傾斜：

當(dāng)手機左手邊向下傾斜時，某個角度（轉(zhuǎn)角小于90度）的返回值為：(-0.2, 0.0, -1.0)，轉(zhuǎn)角為90度時：(-1.0, 0.0, 0.0)，轉(zhuǎn)角在90度到180度中時：(-0.6, 0.0, 0.8)

當(dāng)手機右手邊向下傾斜時，某個角度（轉(zhuǎn)角小于90度）的返回值為：(0.6, 0.0, -0.8)，轉(zhuǎn)角為90度時：(1.0, 0.0, 0.0)，轉(zhuǎn)角在90度到180度中時：(0.8, 0.0, 0.5)

可以總結(jié)出

1.當(dāng) z < 0 , x < 0：當(dāng)x的值變小則為ToLeft，變大則為ToRight

2.當(dāng) z > 0 , x < 0：當(dāng)x的值變大則為ToLeft，變小則為ToRight

3.當(dāng) z < 0 , x > 0：當(dāng)x的值變大則為ToRight，變小則為ToLeft

4.當(dāng) z > 0 , x > 0：當(dāng)x的值變小則為ToRight，變大則為ToLeft

即，當(dāng) z < 0，x的值變小則為ToLeft，變大則為ToRight。當(dāng) z > 0，x的值變大則為ToLeft，變小則為ToRight

5.當(dāng) z < 0 變?yōu)?nbsp;z > 0，若 x < 0 則為ToLeft，否則則為ToRight

6.當(dāng) z > 0 變?yōu)?nbsp;z < 0，若 x < 0 則為ToRight，否則則為ToLeft

然后我們可以根據(jù)這些性質(zhì)推斷出手機的當(dāng)前狀態(tài)，然后去執(zhí)行我們想要執(zhí)行的操作。

根據(jù)需求，無論是移動物體，還是轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動的時候等待的一個間隔時間，這幾個參數(shù)需要設(shè)置。

具體實現(xiàn)

首先我們寫一個腳本GyroManager，掛載在場景的一個GameObject上（也可以處理成為單例，在別處調(diào)用里面的Start，Update方法），用來每幀檢測當(dāng)前的手機狀態(tài)，并調(diào)用對應(yīng)狀態(tài)的注冊事件。

using System;
using UnityEngine;
 
public enum EGyroType
{
 NoRotate,//不旋轉(zhuǎn)
 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
}
 
public class GyroManager : MonoBehaviour
{
 Gyroscope mGyro;//陀螺儀
 Vector2 mCurrentLandscapeGyroValue, mCurrentPortraitGyroValue;//當(dāng)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(tài)
 float mPrecision = 0.015f;//精度，若前后兩次gravity值在精度內(nèi)，則認(rèn)為當(dāng)前沒有旋轉(zhuǎn)
 public int LandscapeGyroDifference, PortraitGyroDifference;//模擬的一個旋轉(zhuǎn)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(tài)下需要執(zhí)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(jù)解析出來的手機狀態(tài)，執(zhí)行對應(yīng)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(guān)閉陀螺儀
 public void SetGyroEnable(bool isEnable)
 {
  if (mIsEnable != isEnable)
  {
   mIsEnable = isEnable;
   ResetLandscape();
   ResetPortrait();
   mGyro.enabled = isEnable;
  }
 }
 
 //解析當(dāng)前手機狀態(tài)
 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(dāng) 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(dāng) 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(dāng) z < 0 變?yōu)?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(dāng) z > 0 變?yōu)?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(dāng) 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(dāng) 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(dāng) z<0 變?yōu)?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;
 }
 
 //前后兩次是否相等
 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;
 }
}

接著我們寫個腳本GyroBase用于掛載在需要根據(jù)手機狀態(tài)偏移的組件上，用于設(shè)置偏移的參數(shù)，以及對應(yīng)狀態(tài)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(dāng)前偏移量
 
 public float Speed;//速度
 public float DuringTime;//等待間隔
 float mCurrentDuringTime;//當(dāng)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(zhuǎn)動還是垂直轉(zhuǎn)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(shè)回彈參數(shù)
 void ResetBackProperty()
 {
  if (!mIsResetBackProperty)
  {
   mIsResetBackProperty = true;
   mBackSpeed = Speed * 0.8f;
   mCurrentDuringTime = 0;
  }
 }
 
 //手機沒轉(zhuǎn)動的時候，超過間隔時間則減速回彈至默認(rèn)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(zhuǎn)動而上下偏移，我們可以通過旋轉(zhuǎn)攝像機的x軸來實現(xiàn)，我們只需寫個簡單的腳本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, 0, 5, 1, false, Change);
 }
 
 void Change(float value)
 {
  mCameraAngle.x = value;
  mTransform.localEulerAngles = mCameraAngle;
 }
}

因為自己工程的UI場景并不是所有UI都會隨手機水平翻轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)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，所以我們可以寫個組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, 1, true, Change);
 }
 
 void Change(float value)
 {
  transform.localPosition = new Vector3(value, transform.localPosition.y);
 }
}

這樣就大致實現(xiàn)了需要的效果了。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持我們。

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本文標(biāo)題：Unity UI或3D場景實現(xiàn)跟隨手機陀螺儀的晃動效果

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