摄像机控制是一个非常常见的需求，这次花了点时间整理一下，单独把这部分的功能提炼出来，封装成一个通用类。
先列一下需求：
- 摄像机视野平移
- 摄像机视野缩放
- 摄像机视野旋转，摄像机的forward方向与世界坐标系z轴同向。实现视野绕x轴，y轴旋转。z轴不旋转。
设计方案：
三个需求，比较难的是视野旋转。这里的实现方式是，假设摄像机视野的中心点是球体的中心点，摄像机的位置到球心的距离是球的半径，那摄像机出现的位置就在球体的表面上的某个位置。
这里定义球心为摄像机的锚点，锚点计算方式为，摄像机的forward方向与y=0平面的交点。
void CalcAnchorPoint() {
Vector3 camForward = Camera.main.transform.forward;
Vector3 camPos = Camera.main.transform.position;
float k = Mathf.Abs(camPos.y / camForward.y);
anchorPoint.x = camForward.x * k + camPos.x;
anchorPoint.y = 0;
anchorPoint.z = camForward.z * k + camPos.z;
}
平移的实现方式：摄像机的坐标 - 偏移向量。要注意的是，输入的向量需要做角度的变换。否则在旋转后平移会出Bug。我把摄像机当前y轴的角度保存到一个变量angleY里。平移结束后更新锚点位置。
private void Move(float delatX, float deltaY, float deltaZ) {
Vector3 orginVec = new Vector3(delatX, deltaY, deltaZ);
Vector3 rotatedVec = Quaternion.AngleAxis(Mathf.Rad2Deg * angleY, Vector3.down) * orginVec;
Camera.main.transform.position -= new Vector3 (rotatedVec.x, rotatedVec.y, rotatedVec.z) / 100;
CalcAnchorPoint();
}
缩放的实现方式：可以理解成为改变球体半径，摄像机会朝向锚点的（反）方向移动。计算出偏移量，然后加到摄像机的位置坐标。
private void Scale(float delta) {
Vector3 camPos = Camera.main.transform.position;
Vector3 offset = (camPos - anchorPoint) * delta;
Camera.main.transform.position -= offset;
}
旋转的实现方式：通过摄像机到锚点的距离和偏移的角度计算球体表面的位置，更新摄像机位置后，LookAt锚点。
private void Rotate(float delatAngleX, float delatAngleY) {
Vector3 camPos = Camera.main.transform.position;
float radius = Vector3.Distance (camPos, anchorPoint);
angleY -= delatAngleY / 100;
angleX += delatAngleX / 100;
float y = Mathf.Sin (angleX) * radius;
float r2d = Mathf.Cos (angleX) * radius;
float x = Mathf.Sin (angleY) * r2d;
float z = -Mathf.Cos (angleY) * r2d;
Camera.main.transform.position = new Vector3(anchorPoint.x + x, anchorPoint.y + y, anchorPoint.z + z);
Camera.main.transform.LookAt (anchorPoint);
}
最后根据实际需要加入限制条件就可以使用了，我用TouchKit的手势代码，注册手势事件来调用对应的视角控制方法。
- 单指拖动时，调用Move方法
- 双指上下拖动时，调用Rotate(deltaX, 0)
- Rotate手势时，调用Rotate(0, deltaY)
- Pinch手势时，调用Scale方法
最后效果还不错，大部分都是数学知识。另一种实现方式是，锚点可以用一个GameObject代替，摄像机作为它的子节点会更容易计算，但是添加到实际项目中的时候配置会多一点点，而且逼格也低一些。