Unity中UI或3D場景怎么實現跟隨手機陀螺儀的晃動效果

這篇文章給大家分享的是有關Unity中UI或3D場景怎么實現跟隨手機陀螺儀的晃動效果的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

需求

當游戲顯示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到初始默認位置。

分析

首先本文功能應對的是橫屏游戲（豎屏游戲的話也差不多一樣，大家自己拓展下），假設當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
 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，來判斷當前手機的傾斜狀態，Gyroscope有如下屬性：

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

當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：

當手機下方向上傾斜時，某個角度（轉角小于90度）的返回值為：(0.0, 0.4, -0.9)，角度再大的話屏幕的內容會翻轉過來。

當手機下方向下傾斜時，某個角度（轉角小于90度）的返回值為：(0.0, -0.5, -0.9)，轉角為90度時：(0.0, -1.0, 0.0)，轉角在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)，直至屏幕內容翻轉過來。

我們可以發現

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

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

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

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

5.當 z < 0 變為 z > 0，則為ToDown，反之則為ToUp

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

左右傾斜：

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

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

可以總結出

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

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

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

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

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

5.當 z < 0 變為 z > 0，若 x < 0 則為ToLeft，否則則為ToRight

6.當 z > 0 變為 z < 0，若 x < 0 則為ToRight，否則則為ToLeft

然后我們可以根據這些性質推斷出手機的當前狀態，然后去執行我們想要執行的操作。

根據需求，無論是移動物體，還是轉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，不轉動的時候等待的一個間隔時間，這幾個參數需要設置。

具體實現

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，在別處調用里面的Start，Update方法），用來每幀檢測當前的手機狀態，并調用對應狀態的注冊事件。

using System;
using UnityEngine;
 
public enum EGyroType
{
 NoRotate,//不旋轉
 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
 float mPrecision = 0.015f;//精度，若前后兩次gravity值在精度內，則認為當前沒有旋轉
 public int LandscapeGyroDifference, PortraitGyroDifference;//模擬的一個旋轉速度，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);
 }
 
 //每種狀態下需要執行的事件
 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();
 
  //根據解析出來的手機狀態，執行對應事件
  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();
  }
 }
 }
 
 //開啟或關閉陀螺儀
 public void SetGyroEnable(bool isEnable)
 {
 if (mIsEnable != isEnable)
 {
  mIsEnable = isEnable;
  ResetLandscape();
  ResetPortrait();
  mGyro.enabled = isEnable;
 }
 }
 
 //解析當前手機狀態
 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 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 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 z < 0 變為 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 z > 0 變為 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 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 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 z<0 變為 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手機狀態偏移的組件上，用于設置偏移的參數，以及對應狀態下計算偏移的量

using System;
using UnityEngine;
 
public class GyroBase
{
 public float MaxValue;//最大偏移值
 public float DefaultValue;//初始位置
 float mCurrentValue;//當前偏移量
 
 public float Speed;//速度
 public float DuringTime;//等待間隔
 float mCurrentDuringTime;//當前時間間隔
 
 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;//檢測手機水平轉動還是垂直轉動
 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;
 }
 }
 
 //重設回彈參數
 void ResetBackProperty()
 {
 if (!mIsResetBackProperty)
 {
  mIsResetBackProperty = true;
  mBackSpeed = Speed * 0.8f;
  mCurrentDuringTime = 0;
 }
 }
 
 //手機沒轉動的時候，超過間隔時間則減速回彈至默認位置
 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動而上下偏移，我們可以通過旋轉攝像機的x軸來實現，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而轉動，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);
 }
}

這樣就大致實現了需要的效果了。

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