Unity3d 人物跳跃后落地悬空问题

大大源码 • 2023年4月30日 pm10:44 • 其他

问题描述

人物在检测到跳跃事件后，给一个初始速度

v_0

$v_{0}$ ，根据重力加速度

$g$ 和时间差

$t$ ，计算出当前人物的速度为

−

∗

v= v_0 -g * t

$v = v_{0} - g * t$ 。在当前调用的

△

\triangle t

$△ t$ 时间内，位移为

△

∗

△

\triangle y= v*\triangle t

$△ y = v * △ t$ 。
检测是否落地采用了Physics.CapsuleCast函数，判断人物是否与地面足够近，然后重新设置人物的坐标（根据hit.distance计算出的与地面的距离）。

但是，不知为何人物在落地时，总会高出地面0.25，后续跳跃就总是以此为平面了。

检测碰撞的代码如下：

// 判断是否落地
void GroundCheck()
{
    // Make sure that the ground check distance while already in air is very small, to prevent suddenly snapping to ground
    float groundCheckDistance = -m_JumpSpeed * Time.deltaTime;       
    float slopeLimit = 0.1f;        //  可落地地形角度

    // reset values before the ground check
    Vector3 m_GroundNormal = Vector3.up;
    Debug.Log(check_height);

    if (m_JumpSpeed <= 0)
    {
        // if we're grounded, collect info about the ground normal with a downward capsule cast representing our character capsule
        if (Physics.CapsuleCast(GetCapsuleBottomPoint(), GetCapsuleTopPoint(), m_CharaContr.radius, Vector3.down, out RaycastHit hit, 0.1f))
        {
            // storing the upward direction for the surface found
            m_GroundNormal = hit.normal;

            // Only consider this a valid ground hit if the ground normal goes in the same direction as the character up
            // and if the slope angle is lower than the character controller's limit
            if (Vector3.Dot(hit.normal, transform.up) > 0f &&
                Vector3.Angle(transform.up, m_GroundNormal) <= slopeLimit)
            {
                isJumping = false;
                m_Animator.SetBool("isJumping", isJumping);
               // handle snapping to the ground
                if (hit.distance > m_CharaContr.skinWidth)
                {
                    m_CharaContr.transform.Translate(Vector3.down * hit.distance);
                }
            }
        }
    }
}

Vector3 GetCapsuleBottomPoint()
{
    return m_CharaContr.transform.position + m_CharaContr.center + Vector3.up * -m_CharaContr.height * 0.5F;
}

Vector3 GetCapsuleTopPoint()
{
    return GetCapsuleBottomPoint() + Vector3.up * m_CharaContr.height;
}

通过一番排查，问题主要出在Physics.CapsuleCast部分，它在距离地面0.25f+hit.distance的时候就认为扫描到了碰撞体。此时，transform.position.y总在0.25附近，最终导致悬空。

至于出现这个问题的原因，还尚未清楚。

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距离记录这个问题，已有一段时日，后续也并未找出碰撞检测的位置和坐标不一致的具体原因，最终采用了另一种方法来解决落地问题。
涉及到y轴的变化（跳跃行为，地形变化）时，必然要每帧检测与地面的距离以确保人物贴在地上，在上述诡异的情况下，我采用了CharacterController控件提供的isGrounded成员变量来作为是否落地的直接依据。同时采用CharacterController控件提供的Move函数来控制人物的移动，也能有效保证人物不会1）穿过带碰撞体的物体，2）穿过地面等情况。

因此，最终跳跃的整套解决方法流程如下：

人物正在正常的移动，检测到玩家按下空格键（跳跃键）。
人物的动画状态机切换到跳跃动画。人物产生y轴方向上的初始速度 $v_0$ 。
在每帧中更新人物的高度（也就是 $v_0*t-g*t^2/2$ ），同时检测是否与地面碰撞。
若检测到碰撞，则将动画状态机切换为落地动画等。但不改变垂直方向速度，让它继续落地。
若检测到isGrounded成员变量标志为False，那么增加垂直方向上的速度 $v_{t+1} = v_t + g*\triangle t$ 和位移。
若检测到isGrounded成员变量标志为True，那么将垂直方向的速度设置为0，不再产生垂直方向上的位移。

重复步骤5和6，即使遇到地面凹陷情况，也可以准确的自由落体至掉进底部，效果还算可以。

注意点：
在上述的步骤6中，当检测到isGrounded为True时，由于某些神秘原因，会导致人物稍稍上移（大约在0.00000001左右），下一帧在Update函数中检测isGrounded时又会重新变成False，最终导致该部分反复在往下掉和向上弹的过程中反复波动。
解决这个问题的方式，我采用了判断是否悬空有两个条件：

就是isGrounded标志为False
另外，就是用一条射线向下检测，如果检测到hit且distance大于0.01就认为是已经悬空，开始制造垂直方向的加速度。

综合上述，就可以比较完美的实现跳跳乐了，甚至奇形怪状的地形，石头等，也可以安然落在上面。

示意代码如下所示：

void Update()
{
    m_PlayerMovement = m_PlayerMoveStat.GetPlayerMove() * moveSpeed * Time.deltaTime;
    m_PlayerMovement.y = GetVerticalHeight();
    
    m_CharaContr.Move(transform.rotation * m_PlayerMovement);   // 沿着人物的前方行走
}

public void JumpStart()
{
    m_LastJumpedTime = Time.time;
    m_VerticalSpeed = jumpSpeed;
}

float GetVerticalHeight()
{
    if (!isLanded())    // 未着陆状态
    {
        // 下面这个判断是为了处理，当前人物已着路，但离地面距离为0，此时，isGround被认定为false，需要进一步检测与地面距离
        if (Physics.Raycast(GetCapsuleBottomPoint(), Vector3.down, out RaycastHit hit, 777f) && hit.distance > 0.01f) 
        {
            m_VerticalSpeed -= gravityForce * Time.deltaTime;
            m_VerticalSpeed = Mathf.Clamp(m_VerticalSpeed, -2*jumpSpeed, 2*jumpSpeed);
            // h = v0 * t - 1 / 2 * g * t^2
        }
        //Debug.Log(string.Format("unlanded: {0}", transform.position.y));
        return m_VerticalSpeed * Time.deltaTime;
    }
    else 
    {
        //Debug.Log(string.Format("islanded: {0}", transform.position.y));
        m_VerticalSpeed = 0;
        return 0;
    }
}


bool isLanded()
{
    // 判断是否着路
    //Debug.Log(m_CharaContr.isGrounded);
    return m_CharaContr.isGrounded;
}

原文链接：https://blog.csdn.net/wz2671/article/details/104793308

THE END

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