内容将会持续更新，有错误的地方欢迎指正，谢谢!
|
拥有更好的学习体验 —— 不断努力，不断进步，不断探索 |
|
助力快速掌握 物理引擎 学习 为初学者节省宝贵的学习时间，避免困惑！ |
前言：
在Unity开发中，构建一个可交互的高度尺控制器是许多3D工具类项目中的常见需求。本文将基于最新的 HeightGaugeController.cs 脚本，详细介绍如何通过 鼠标拖拽、坐标转换、触发器碰撞检测和轴向限制 实现一个完整的高度尺系统。
文章目录
🧭 一、项目背景与目标
在工业仿真、VR/AR 教学或虚拟装配场景中，我们经常需要模拟现实中的“高度尺”、“卡尺”等测量工具。
本教程将带你一步步实现一个 Unity 中的高度尺模拟系统 ，支持：
✅ 鼠标拖动爪子
✅ 精准限制移动范围（上下限）
✅ 碰撞物体后自动吸附表面
✅ 支持 X/Y/Z 轴向选择
✅ 使用本地坐标系，确保旋转不影响方向
✅ 屏幕坐标 → 世界坐标 → 本地坐标准确转换
✅ 对象层级结构与设置说明
🛠️ 二、对象层级结构与组件配置
1. 场景层级结构建议如下：
HeightGauge(空对象)
├──Scaleplate
│ ├── Claw (爪子)
│ │── ├── BoxCollider（勾选 isTrigger）
│ └── └── HeightGaugeController.cs
│ │── LowestLevel (底部刻度点)
│ └── └── Transform.localPosition.y = 0（作为参考点）
│ ├── HighestLevel (顶部刻度点)
│ └── └── Transform.localPosition.y = 10（作为上限）
MeasurementObject (被测物体)
└── Collider + MeasurementObject.cs（定义接触面位置）
2. 关键组件说明
| BoxCollider （勾选 isTrigger ） | 用于触发检测，判断是否点击或碰到物体 |
| HeightGaugeController.cs | 核心脚本，控制拖动、限制、吸附、坐标转换 |
| MeasurementObject.cs | 提供触碰时的表面位置 |
🔧 三、核心功能解析
1. 拖动逻辑
private bool RaycastGrabClaw()
{
Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
RaycastHit hit;
if (Physics.Raycast(ray, out hit) && hit.transform == transform)
{
return true;
}
return false;
}
原理说明：
- 使用射线检测判断是否点击到了当前爪子对象
- 如果返回 true，表示可以开始拖动
- 记录初始鼠标位置和爪子位置，用于后续计算偏移量
2. 限定上下范围
newPosition.y = Mathf.Clamp(newPosition.y, lowestLevel.localPosition.y, highestLevel.localPosition.y);
实现逻辑：
- 在 GetMeasurePos() 中对新位置做 Mathf.Clamp() 限制
- 确保不会超出标尺上下限
- 支持 X/Y/Z 轴自由切换
3. 碰撞检测并吸附表面
使用 Trigger 系统来检测是否接触到测量物体，并记录其表面位置：
private void OnTriggerStay(Collider other)
{
if (((1 << other.gameObject.layer) & collisionLayer.value) != 0)
{
isClawColliding = true;
MeasurementObject measurement = other.GetComponent<MeasurementObject>();
colliderPosition = measurement.surface.position;
}
}
private void OnTriggerExit(Collider other)
{
if (((1 << other.gameObject.layer) & collisionLayer.value) != 0)
{
isClawColliding = false;
colliderPosition = Vector3.zero;
}
}
吸附逻辑：
- 判断是否是向下移动
-若发生碰撞，则更新位置为接触点 - 不允许继续下移，但允许上移
if (newPosition.y <= clawTargetPos.y && isClawColliding)
{
newPosition.y = clawTargetPos.y;
}
4. 使用本地坐标，支持轴向选择
public enum MeasurementAxis
{
X,
Y,
Z
}
根据枚举值动态选择轴向：
switch (measurementAxis)
{
case MeasurementAxis.X:
// X 方向移动逻辑
break;
case MeasurementAxis.Y:
// Y 方向移动逻辑
break;
case MeasurementAxis.Z:
// Z 方向移动逻辑
break;
}
优点：
- 爪子即使旋转也不会影响移动方向
- 支持横版、竖版等多种测量方式
5. 屏幕坐标 → 世界坐标 → 本地坐标转换（关键逻辑）
float GetDepthInCameraSpace()
{
return Vector3.Dot(transform.position - Camera.main.transform.position, Camera.main.transform.forward);
}
Vector3 ScenePointToLocalPoint()
{
float depth = GetDepthInCameraSpace();
Vector3 worldPos = Camera.main.ScreenToWorldPoint(new Vector3(Input.mousePosition.x, Input.mousePosition.y, depth));
return WordPointToLocalPoint(worldPos);
}
private Vector3 WordPointToLocalPoint(Vector3 worldPosition)
{
return transform.parent.InverseTransformPoint(worldPosition);
}
转换流程：
- 获取相机到爪子的 Z 轴投影作为深度值
- 使用 ScreenToWorldPoint 转换屏幕坐标为世界坐标
- 再通过 InverseTransformPoint 转换为父级下的本地坐标
📌 注意：
- 深度值不能直接用 Input.mousePosition.z，而是要用相机空间中的 Z 投影
- 这样才能保证坐标转换准确无误
📐 四、核心函数 GetMeasurePos() 解析
private Vector3 GetMeasurePos()
{
Vector3 newPosition = Vector3.zero;
switch (measurementAxis)
{
case MeasurementAxis.X:
newPosition = clawInitialPos + new Vector3(delta.x, 0, 0);
newPosition.x = Mathf.Clamp(newPosition.x, lowestLevel.localPosition.x, highestLevel.localPosition.x);
if (newPosition.x <= clawTargetPos.x && isClawColliding)
{
newPosition.x = clawTargetPos.x;
}
break;
case MeasurementAxis.Y:
newPosition = clawInitialPos + new Vector3(0, delta.y, 0);
newPosition.y = Mathf.Clamp(newPosition.y, lowestLevel.localPosition.y, highestLevel.localPosition.y);
if (newPosition.y <= clawTargetPos.y && isClawColliding)
{
newPosition.y = clawTargetPos.y;
}
break;
case MeasurementAxis.Z:
newPosition = clawInitialPos + new Vector3(0, 0, delta.z);
newPosition.z = Mathf.Clamp(newPosition.z, lowestLevel.localPosition.z, highestLevel.localPosition.z);
if (newPosition.z <= clawTargetPos.z && isClawColliding)
{
newPosition.z = clawTargetPos.z;
}
break;
}
return newPosition;
}
流程说明：
- 获取增量 ：delta = mouseCurrentPos - mouseInitialPos
- 计算新位置 ：基于初始位置 + 增量
- 限制范围 ：使用 Mathf.Clamp() 防止越界
- 碰撞处理 ：如果是向下移动且发生碰撞，禁止进一步下移
📌 五、变量管理与状态同步
为了避免松开鼠标后仍执行一次赋值导致误动作，加入了状态同步机制：
private void ResetVariables()
{
mouseCurentPos = Vector3.zero;
mouseInitialPos = Vector3.zero;
clawInitialPos = Vector3.zero;
clawTargetPos = Vector3.zero;
delta = Vector3.zero;
}
并在松开鼠标时调用：
if (Input.GetMouseButtonUp(0))
{
isDragging = false;
ResetVariables();
}
💡 六、自定义组件：MeasurementObject.cs
为了让测量物体能提供“表面位置”，我们创建一个辅助类：
public class MeasurementObject : MonoBehaviour
{
public Transform surface; // 表面位置（如物体顶部）
}
你可以把这个组件挂在测量物体上，并设置一个 Transform 来代表“接触面”的位置。
⚙️ 七、完整代码清单（含注释）
以下是完整 C# 脚本，已加入详细注释，方便理解和复用。
文件名：HeightGaugeController.cs
using UnityEngine;
public enum MeasurementAxis
{
X,
Y,
Z
}
public class HeightGaugeController : MonoBehaviour
{
// 底部标尺的 Transform
public Transform lowestLevel;
// 顶部标尺的 Transform
public Transform highestLevel;
// 测量轴
public MeasurementAxis measurementAxis = MeasurementAxis.Y;
// 用于指定哪些层可以被击中
public LayerMask collisionLayer;
// 鼠标初始位置
private Vector3 mouseInitialPos;
// 鼠标当前目标位置
private Vector3 mouseCurentPos;
// 增量
private Vector3 delta;
// 爪子初始位置
private Vector3 clawInitialPos;
// 爪子目标位置
private Vector3 clawTargetPos;
private bool isDragging = false;
public bool isClawColliding = false;
private Vector3 colliderPosition; // 爪子碰撞器位置
public float measureHeight; // 爪子高度
void Update()
{
if (Input.GetMouseButtonDown(0))
{
if (RaycastGrabClaw())
{
isDragging = true;
mouseInitialPos = ScenePointToLocalPoint();
clawInitialPos = transform.localPosition;
}
}
if (isDragging && Input.GetMouseButton(0))
{
mouseCurentPos = ScenePointToLocalPoint();
delta = mouseCurentPos - mouseInitialPos;
clawTargetPos = GetMeasurePos();
transform.localPosition = clawTargetPos;
measureHeight = (transform.localPosition - lowestLevel.localPosition).y;
}
if (Input.GetMouseButtonUp(0))
{
isDragging = false;
ResetVariables();
}
}
private void ResetVariables()
{
mouseCurentPos = Vector3.zero; // 重置目标位置
mouseInitialPos = Vector3.zero; // 重置初始位置
clawInitialPos = Vector3.zero; // 重置初始爪子位置
clawTargetPos = Vector3.zero; // 重置当前目标位置
delta = Vector3.zero; // 重置增量
}
/// <summary>
/// 检测鼠标是否点击了爪子，并返回是否成功点击。
/// </summary>
/// <returns></returns>
private bool RaycastGrabClaw()
{
// 检测鼠标是否点击了爪子
Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
RaycastHit hit;
if (Physics.Raycast(ray, out hit) && hit.transform == transform)
{
return true;
}
return false;
}
/// <summary>
/// 这里把屏幕坐标转换为世界坐标，使用target在相机空间中的 Z 轴深度。
/// </summary>
/// <param name="target"></param>
Vector3 ScenePointToLocalPoint()
{
Vector3 currentScreenPos = Input.mousePosition;
float depth = GetDepthInCameraSpace(); // 使用相同深度
Vector3 worldPos = Camera.main.ScreenToWorldPoint(new Vector3(currentScreenPos.x, currentScreenPos.y, depth));
return WordPointToLocalPoint(worldPos);
}
/// <summary>
/// 获取物体在相机本地空间中的 Z 值（这才是 ScreenToWorldPoint 需要的深度）
/// </summary>
/// <param name="target"></param>
/// <returns></returns>
float GetDepthInCameraSpace()
{
return Vector3.Dot(transform.position - Camera.main.transform.position, Camera.main.transform.forward);
}
/// <summary>
/// 把世界坐标转换为本地坐标
/// </summary>
/// <param name="worldPosition"></param>
/// <returns></returns>
private Vector3 WordPointToLocalPoint(Vector3 worldPosition)
{
return transform.parent.InverseTransformPoint(worldPosition);
}
private Vector3 GetMeasurePos()
{
Vector3 newPosition = Vector3.zero;
switch (measurementAxis)
{
case MeasurementAxis.X:
newPosition = clawInitialPos + new Vector3(delta.x, 0, 0);
// 限制范围
newPosition.x = Mathf.Clamp(newPosition.x, lowestLevel.localPosition.x, highestLevel.localPosition.x);
// 判断是否向下移动，并且碰撞了测量物体
if (newPosition.x <= clawTargetPos.x && isClawColliding)
{
clawTargetPos = WordPointToLocalPoint(colliderPosition);
// 如果是向下移动并且碰到物体，不允许继续下移
newPosition.x = clawTargetPos.x;
}
break;
case MeasurementAxis.Y:
newPosition = clawInitialPos + new Vector3(0, delta.y, 0);
// 限制范围
newPosition.y = Mathf.Clamp(newPosition.y, lowestLevel.localPosition.y, highestLevel.localPosition.y);
// 判断是否向下移动，并且碰撞了测量物体
if (newPosition.y <= clawTargetPos.y && isClawColliding)
{
clawTargetPos = WordPointToLocalPoint(colliderPosition);
// 如果是向下移动并且碰到物体，不允许继续下移
newPosition.y = clawTargetPos.y;
}
break;
case MeasurementAxis.Z:
newPosition = clawInitialPos + new Vector3(0, 0, delta.z);
// 限制范围
newPosition.z = Mathf.Clamp(newPosition.z, lowestLevel.localPosition.z, highestLevel.localPosition.z);
// 判断是否向下移动，并且碰撞了测量物体
if (newPosition.z <= clawTargetPos.z && isClawColliding)
{
clawTargetPos = WordPointToLocalPoint(colliderPosition);
// 如果是向下移动并且碰到物体，不允许继续下移
newPosition.z = clawTargetPos.z;
}
break;
}
return newPosition;
}
private void OnTriggerStay(Collider other)
{
if (((1 << other.gameObject.layer) & collisionLayer.value) != 0)
{
isClawColliding = true;
MeasurementObject measurement = other.GetComponent<MeasurementObject>();
colliderPosition = measurement.surface.position;
}
}
private void OnTriggerExit(Collider other)
{
if (((1 << other.gameObject.layer) & collisionLayer.value) != 0)
{
isClawColliding = false;
colliderPosition = Vector3.zero;
}
}
}
八、项目地址
以下是项目地址，有需要的小伙伴门可以自取:
https://download.csdn.net/download/caiprogram123/90943926
|
每一次跌倒都是一次成长 每一次努力都是一次进步 |
如果您喜欢本博客，请点赞和分享给更多的朋友，让更多人受益。同时，您也可以关注我的博客，以便及时获取最新的更新和文章。
在未来的写作中，我将继续努力，分享更多有趣、实用的内容。再次感谢大家的支持和鼓励，期待与您在下一篇博客再见！