数字孪生：第三人称鼠标操作

最近制作了能开箱即用的UE5鼠标组件，直接拷入一个文件，再拖到场景中，就能使用了，可以控制相机的平移、旋转、缩放

使用方法：

1. 拷贝Third-Person.uasset到工程的目录下（百来KB）
2. 拖拽Third-Person到场景中的初始位置
3. 调整Target Arm Length到合适的臂长（可选）
4. 开始游戏

在数字孪生/元宇宙/三维可视化场景中，最常见的用户交互模式是基于第三人称的鼠标操作，这其中包括平移（水平移动）、旋转（绕物体转）、缩放（前进/后退），下面详细记录下编写流程。

第一人称与第三人称的区别

第一人称与第三人称的核心区别在于，人物与相机是否分离：人机一体则是第一人称，人机分离则是第三人称。但无论如何，人物（pawn）与相机（camera）作为一个整体，其物体原点与旋转中心都坐落在人物身上，人物与相机的距离叫做臂长（使用了弹簧臂spring arm），臂长的改变则叫做缩放（zoom）。

蓝图结构

蓝图类型是一个pawn，根元素是一个弹簧臂（spring arm），这样zoom的时候修改arm长度即可，非常方便。弹簧臂下挂一个相机，相机下再挂一个灯，这样万一移动到封闭空间，可以照亮周围，最后再加一个Floating Pawn Movement，使得运动时更有“惯性”。

激活鼠标

pawn初始化的时候要显示鼠标光标，并启用点击事件，这样后续的操作才有意义。

前进与后退（zoom）

因为相机的朝向始终与弹簧臂共线，因此相机永远面向pawn，前进则表示缩短臂长（靠近pawn），后退表示延长臂长（远离pawn），数字孪生常见的做法是用鼠标滚轮的2个方向来表示zoom，因此有了图中的逻辑：如果监听到滚轮前进则将臂长乘以0.9，若是滚轮后退则将臂长乘以1.1，这样缩放的速度与臂长的长度正相关，最后将臂长限制在1m到1km之间，便满足了我们的需求。

瞬间移动

通常玩家还需要快速飞到鼠标点击的地方，所以利用鼠标中键作为跳跃键，发射一条射线来锁定点击位置，再飞过去，因为有FloatingPawnMovement的存在，并不会“瞬移”过去，而是在几百毫秒内过渡过去，用户体验更佳。

绕物体旋转（orbit）

三维可视化和角色扮演游戏的一个重要区别就是，前者绕物体旋转，后者绕自己旋转，这也是第三人称与第一人称的区别。绕物体旋转可以抽象成一个经纬网：球心是物体，臂长是半径，相机的yaw（纬线）和pitch（经线）都是在球面上运动。

被绕的这个物体就是pawn本身，及焦点，相机旋转时，物体也随之旋转，只不过都是绕焦点旋转。我们玩第三人称RPG游戏的时候，镜头始终在人物背后，旋转时，人物原地转动，但相机则按轨迹运动（orbit）。

因为虚拟球面是二维的，所以相机旋转也是二维的，只有Elevation（升降）与Azimuth（平转）这两个维度（正好鼠标垫也是二维的），对于前方的pawn来说就是Pitch（俯仰）和Yaw（偏航），本质是一样一样的。

最终，相机是下面这样移动的，使用了这么多生动形象的图片，你学会了吗？

我们使用左键或者右键拖拽来实现，代码很简单：直接将二位鼠标输入的连续型参数（Mouse XY 2D-Axis）转换成自身的旋转增量。

水平移动

前面提到，鼠标垫是二维的，但三维旋转有3个维度，因此必须牺牲掉一个维度，所以相机旋转只能偏航（yaw）、俯仰（pitch），无法翻滚（roll）.同理，三维移动也有3个维度（x、y、z），鼠标只能实现水平面方向的平移（x、y），舍弃掉竖直方向的移动（z）。

鼠标沿横轴移动时，只需要让pawn沿自身坐标系的Y轴移动即可，但鼠标纵轴移动时，情况稍微复杂一点，pawn需要沿着面前的世界水平线运动，也就是俯仰时，弹簧臂扫过的平面与水平面的交线，然后计算这条线在自身坐标系中的X、Z分量（与Y轴垂直）。便有了上图中的蓝图代码。

还有个需要注意的地方，想要将Third-Person.uasset直接拖入场景就能用，得开启“自动激活”的选项：Auto Process Player