第二天 通过脚本控制物体移动和旋转

一、Unity脚本编程基础认知

1.1 为什么说脚本是Unity的灵魂？

Unity引擎的核心架构采用ECS（Entity-Component-System）模式，脚本作为组件的具体实现，控制着游戏对象的所有行为。统计显示，一个中等规模的Unity项目平均包含300+脚本文件，掌握脚本编程是成为合格Unity开发者的必经之路。

1.2 脚本创建规范

1. 在Project窗口右键 -> Create -> C# Script
2. 命名规范：
   • 使用帕斯卡命名法（如PlayerController）
   • 避免使用Unity保留字（如Material/Mesh等）
3. 脚本结构模板：

using UnityEngine;public class BasicScript : MonoBehaviour
{// 变量声明区public float moveSpeed = 5f;// 生命周期方法区void Start() { /* 初始化代码 */ }void Update() { /* 每帧更新代码 */ }// 自定义方法区void CustomMethod() { /* 业务逻辑 */ }
}

二、深入解析Unity脚本生命周期

2.1 生命周期全景图

2.2 核心方法深度剖析

2.2.1 Awake vs Start

比较项	Awake	Start
调用时机	脚本实例化时立即调用	所有Awake执行完毕后调用
执行次数	仅1次	仅1次
使用场景	组件间的初始化依赖	需要其他组件就绪的初始化

2.2.2 Update三剑客

1. FixedUpdate

   • 固定时间间隔（默认0.02秒）
   • 物理相关操作（Rigidbody）

2. Update

   • 每帧调用（帧率不稳定）
   • 游戏逻辑、输入检测

3. LateUpdate

   • Update之后调用
   • 摄像机跟随等后处理操作

2.3 生命周期实战演示

public class LifecycleDemo : MonoBehaviour
{void Awake() {Debug.Log("Awake: " + Time.frameCount);}void OnEnable() {Debug.Log("OnEnable: " + Time.frameCount);}void Start() {Debug.Log("Start: " + Time.frameCount);}void FixedUpdate() {Debug.Log("FixedUpdate: " + Time.fixedTime);}void Update() {Debug.Log("Update: " + Time.frameCount);}void LateUpdate() {Debug.Log("LateUpdate: " + Time.frameCount);}
}

三、物体移动控制完全指南

3.1 基础移动方法对比

3.1.1 Transform直接修改

// 瞬移效果（无中间过程）
void Update() {if(Input.GetKeyDown(KeyCode.Space)){transform.position += Vector3.up * 2f;}
}

3.1.2 Translate方法

// 平滑移动（受Time.deltaTime影响）
void Update() {float horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");float vertical = Input.GetAxis("Vertical");Vector3 movement = new Vector3(horizontal, 0, vertical);transform.Translate(movement * moveSpeed * Time.deltaTime);
}

3.1.3 Vector3.Lerp插值

// 渐进式移动（适合摄像机跟随）
public Transform target;
public float smoothTime = 0.3f;void Update() {transform.position = Vector3.Lerp(transform.position, target.position, smoothTime * Time.deltaTime);
}

3.2 移动控制进阶技巧

3.2.1 八方向移动

public float rotationSpeed = 180f;void Update() {Vector3 moveDirection = new Vector3(Input.GetAxisRaw("Horizontal"),0,Input.GetAxisRaw("Vertical"));if(moveDirection != Vector3.zero){Quaternion targetRotation = Quaternion.LookRotation(moveDirection);transform.rotation = Quaternion.RotateTowards(transform.rotation,targetRotation,rotationSpeed * Time.deltaTime);transform.Translate(Vector3.forward * moveSpeed * Time.deltaTime);}
}

3.2.2 跳跃物理实现

public float jumpForce = 5f;
private Rigidbody rb;
private bool isGrounded;void Start() {rb = GetComponent<Rigidbody>();
}void Update() {if(Input.GetButtonDown("Jump") && isGrounded){rb.AddForce(Vector3.up * jumpForce, ForceMode.Impulse);}
}void OnCollisionEnter(Collision collision) {if(collision.gameObject.CompareTag("Ground")){isGrounded = true;}
}void OnCollisionExit(Collision collision) {if(collision.gameObject.CompareTag("Ground")){isGrounded = false;}
}

四、物体旋转控制大师课

4.1 旋转的三种表示方式

1. 欧拉角（Euler Angles）

   • 直观易理解
   • 存在万向节死锁问题

2. 四元数（Quaternion）

   • 无万向节锁
   • 数学运算复杂

3. 旋转矩阵（Rotation Matrix）

   • 底层数学表示
   • 不直接用于开发

4.2 常用旋转方法实战

4.2.1 自转与公转

// 绕自身Y轴旋转
void Update() {transform.Rotate(Vector3.up * 90 * Time.deltaTime);
}// 绕场景原点公转
public float orbitSpeed = 30f;void Update() {transform.RotateAround(Vector3.zero,Vector3.up,orbitSpeed * Time.deltaTime);
}

4.2.2 平滑看向目标

public Transform target;
public float rotationSpeed = 5f;void Update() {Vector3 direction = target.position - transform.position;Quaternion targetRotation = Quaternion.LookRotation(direction);transform.rotation = Quaternion.Slerp(transform.rotation,targetRotation,rotationSpeed * Time.deltaTime);
}

4.3 旋转锁定技巧

// 锁定X轴旋转
void Update() {Vector3 currentRotation = transform.eulerAngles;currentRotation.x = 0;transform.eulerAngles = currentRotation;
}

五、综合实战：太空飞船控制

5.1 需求分析

• WASD控制移动
• 鼠标控制视角
• 空格键推进加速
• Q/E键左右横移

5.2 完整实现代码

public class SpaceShipController : MonoBehaviour
{public float mainThrust = 1000f;public float rotationThrust = 100f;public float lateralThrust = 500f;private Rigidbody rb;private float mouseX;private float mouseY;void Start() {rb = GetComponent<Rigidbody>();Cursor.lockState = CursorLockMode.Locked;}void Update() {ProcessInput();}void FixedUpdate() {HandleMovement();HandleRotation();}private void ProcessInput() {mouseX = Input.GetAxis("Mouse X");mouseY = Input.GetAxis("Mouse Y");}private void HandleMovement() {if(Input.GetKey(KeyCode.Space)) {rb.AddRelativeForce(Vector3.forward * mainThrust * Time.deltaTime);}if(Input.GetKey(KeyCode.Q)) {rb.AddRelativeForce(Vector3.left * lateralThrust * Time.deltaTime);}if(Input.GetKey(KeyCode.E)) {rb.AddRelativeForce(Vector3.right * lateralThrust * Time.deltaTime);}}private void HandleRotation() {rb.AddRelativeTorque(Vector3.up * mouseX * rotationThrust * Time.deltaTime);rb.AddRelativeTorque(Vector3.left * mouseY * rotationThrust * Time.deltaTime);}
}

六、性能优化与调试技巧

6.1 Update优化策略

1. 使用Time.deltaTime保证帧率无关
2. 避免在Update中执行复杂计算
3. 使用协程处理延时任务

IEnumerator DelayedAction(){yield return new WaitForSeconds(2f);// 延时执行的代码
}

6.2 常见问题解决方案

1. 物体抖动问题

   • 物理更新在FixedUpdate
   • 移动代码放在FixedUpdate

2. 旋转卡顿现象

   • 使用Quaternion.Slerp代替直接赋值
   • 检查旋转轴锁定

3. 输入响应延迟

   • 使用Input.GetAxisRaw获取原始输入
   • 降低Fixed Timestep值（Edit -> Project Settings -> Time）

七、扩展学习路线

7.1 进阶学习方向

1. 输入系统：New Input System
2. 物理材质：Friction/Bounce
3. 动画系统：Animator Controller
4. 网络同步：Netcode for GameObject

7.2 推荐实践项目

1. 第三人称角色控制器
2. 载具物理系统
3. 第一人称射击游戏
4. 物理谜题游戏

八、总结与学习建议

通过本文的学习，你应该掌握：

• Unity脚本生命周期的完整流程
• 多种物体移动控制方法
• 三维空间旋转原理与实践
• 复杂控制系统的实现思路