第三十章 Unity角色控制器 Character Controller

在我们之前的章节中，我们已经了解了碰撞体和刚体。但是，对于刚体这个组件来讲，有两种使用方式。其一就是用它来模拟现实世界的移动或碰撞效果（例如，门的开关）；其二就是使用代码来控制物体移动或碰撞（例如，角色的行走）。两种方式使用场景不同而已。

本章节要讲的角色控制器 Character Controller也是一个组件，它用来控制游戏对象的运行。需要注意的是，该组件具有碰撞特性（胶囊碰撞体），而没有刚体特性（不接受刚体的运动控制）。如果我们使用一个具有刚体组件的游戏对象A去碰撞具有角色控制器的游戏对象B的时候，我们的游戏对象B并不会因为碰撞而运动。角色控制器组件提供了Move和SimpleMove等方法进行移动控制。

接下来，我们就来创建一个“SampleScene6.unity”场景，向其中添加一个球体和胶囊体。

其中球体我们添加球体碰撞体组件和刚体组件，以及一个X轴正方向的力

然后就是我们的胶囊体，添加一个CharacterController组件。这里，我们需要注意的是，默认情况下，我们添加的胶囊体会自带“Capsule Collider”碰撞体组件，我们取消它即可。

然后我们Play运行我们整个工程，如下所示：

我们发现，当球体碰撞到胶囊体的时候，两者都停止了运行，并且没有穿透模型。这说明我们的角色控制器组件具备碰撞体特性，但不具备刚体特性(如果具有刚体属性的话，它应该受到碰撞影响，向右边移动)。即使我们加上刚体，也不会有刚体特性的。角色控制器是专门用来控制角色移动的组件，区别于直接用Transform或者刚体，CharacterController有着更好的效果。接下来，我们就来简单介绍这个组件。

Slope Limit：坡度限制，设置角色可以走上的最大斜坡角度值（以度为单位）。

Step Offset：台阶高度，设置角色可以迈上的最大台阶高度值。

Skin width：皮肤厚度，决定两个碰撞体碰撞后相互渗透的程度。较大的皮肤宽度可减少抖动。较小的皮肤宽度可能导致角色卡住。合理设置是将此值设为半径的 10%。

Min Move Distance：最小移动距离，设置角色对象最小移动值。

Center：设置胶囊碰撞体在世界坐标中的位置。

Radius：设置胶囊碰撞体的横截面半径。

Height：设置胶囊碰撞体的高度。

前四个参数主要解决移动中遇到障碍时候的设置；后面三个参数则是设置碰撞形状的设置。CharacterController为我们提供了两种移动方法：Move 和 SimpleMove，两者都需要一个Vector3类型的参数。首先我们先试一试Move方法。我们取消Sphere游戏对象，增加一个平面来充当斜坡，如下所示：

接下来，我们创建一个“CharacterMove.cs”脚本来控制胶囊体移动。想到移动，大家肯定会联想到Translate方法，这个方法是我们之前学的，就是用来移动的。我们先使用它进行移动操作，代码如下：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class CharacterMove : MonoBehaviour
{
    // 移动速度
    private float speed = 10.0f;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        if (Input.GetKey(KeyCode.A))
        {
            transform.Translate(Vector3.left * speed * Time.deltaTime);
        }
        if (Input.GetKey(KeyCode.D))
        {
            transform.Translate(Vector3.right * speed * Time.deltaTime);
        }
    }
}

上面的代码非常简单，就是按下“A”和“D”键的时候，让胶囊体左右移动。

我们发现，胶囊体确实可以移动，但是它穿过了斜坡，并没有爬上斜坡。接下来，我们就是用CharacterController的Move方法来试试，代码修改如下：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class CharacterMove : MonoBehaviour
{
    // 移动速度
    private float speed = 10.0f;

    // 角色控制器组件
    private CharacterController controller;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        controller = GetComponent<CharacterController>();
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        if (Input.GetKey(KeyCode.A))
        {
            //transform.Translate(Vector3.left * speed * Time.deltaTime);
            controller.Move(Vector3.left * speed * Time.deltaTime);
        }
        if (Input.GetKey(KeyCode.D))
        {
            //transform.Translate(Vector3.right * speed * Time.deltaTime);
            controller.Move(Vector3.right * speed * Time.deltaTime);
        }
    }
}

然后我们重新Play运行工程，如下：

我们发现，胶囊体可以顺利爬上斜坡，但是往回移动的时候，就会停留在空中继续移动。也就是说，Move方法并没有考虑重力的效果。那么SimpleMove方法呢？

        if (Input.GetKey(KeyCode.A))
        {
            //transform.Translate(Vector3.left * speed * Time.deltaTime);
            //controller.Move(Vector3.left * speed * Time.deltaTime);
            controller.SimpleMove(Vector3.left * speed);
        }
        if (Input.GetKey(KeyCode.D))
        {
            //transform.Translate(Vector3.right * speed * Time.deltaTime);
            //controller.Move(Vector3.right * speed * Time.deltaTime);
            controller.SimpleMove(Vector3.right * speed);
        }

请注意，SimpleMove方法的不需要Time.deltaTime时间了，简化了我们的代码书写。接下来，我们重新Play当前工程，效果如下：

这次我们发现，这次在进行移动的时候，就会受到重力的影响了。通过对比，我们可以很清楚的知道Translate，Move和SimpleMove三者的区别了。毫无疑问，我们肯定最终选择SimpleMove方法，它提供了碰撞检测以及重力效果。

另外，CharacterController由于没有直接的碰撞组件和刚体组件，因此OnCollisionXXX和OnTriggerXXX方法就不能使用了，但角色控制器专门提供了OnControllerColliderHit方法。接下来，我们就试试这个方法，它的参数为ControllerColliderHit对象，该对象有诸如gameObject，collider，rigidbody，controller等属性可以使用。

    void OnControllerColliderHit(ControllerColliderHit hit)
    {
        Debug.Log("碰撞物体为：" + hit.gameObject.name);
    }

增加以上代码后，重新运行当前工程。

请注意，“Plane”是我们的地面，而“Plane(1)”是我们的斜坡。由于碰撞检测非常快，会输出大量的Log信息，因此我们可以点击“Collapse”将重复内容折叠显示。另外，角色控制器Character controller 为我们提供了一个isGrounded属性，我们可以再脚本章通过该属性判断当前角色是否碰撞到地面。

接下来，我们总结刚体，碰撞体以及角色控制器三者的使用场景。

首先，刚体多用于场景中的“道具物体”，他们的运动通过Unity的物理系统来控制，我们要做的的就是使用代码给这些“道具物体”施加一个力即可，Rigidbody的AddForce()方法。

接下来就是碰撞体，它定义了游戏对象的“轮廓外形”，碰撞检测就是根据这个“轮廓外形”进行计算的。几乎场景中所有需要交互的游戏对象都需要碰撞体，即便是场景中“静止”的游戏物体，为了不发生“穿模”现象，我们也需要增加碰撞体（例如场景中的花草树木，建筑物等等）。碰撞体一般联合刚体一起使用，场景中能够“运动”的游戏对象，一般都会同时添加碰撞体和刚体。如果想让Unity的物理系统来控制“运动物体”的移动，就按照刚体默认属性即可（例如我们上面说的“道具物体”）。如果想要使用代码来控制“运动物体”的移动，则需要勾选刚体的Is Kinematic属性。两者的区别还体现在OnCollisionEnter 和 OnTriggerEnter 方法上面。另外，刚体的Is Kinematic属性还可以通过脚本来控制，从而可以在物理系统和脚本代码两者之间切换控制。

最后是角色控制器，多用于游戏中的“角色”，因为游戏角色要进行大量的交互控制，它的移动和旋转相对来说，比较复杂。他们的运动要么是玩家控制，要么是脚本控制，所以一般不需要由物理系统来控制。这个时候，我们使用CharacterController组件来控制“角色”就非常方便了。CharacterController组件的本质是“胶囊碰撞体”+“移动代码封装”，它没有刚体特性，不会受到力的作用效果，也不会产生力的作用效果。请注意，使用了CharacterController组件就不需要使用刚体和碰撞体了，也不要使用Translate()来移动了，要用它自己提供的SimpleMove ()方法来移动物体。如果需要使用CharacterController进行碰撞检测的话，使用它的OnControllerColliderHit即可。

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