怎样使用Arduino和Unity制作自定义游戏控制器

您曾经想设计自己的游戏控制器吗？

在这个简短的项目中，我们将构建一个简单的自定义游戏控制器，以与Unity游戏引擎一起使用。该控制器将由Arduino Uno供电，尽管您也可以使用该项目的众多替代产品之一。我们还将创建一个基本的游戏，在该游戏中，您将使用控制器来避免物体掉落和减慢时间。

对于此项目，您将需要

Arduino或类似的微控制器

1 x 10k欧姆电阻

1 x瞬时开关

1 x电位计

连接线

面包板

Unity游戏引擎

Unity Asset Store中的Uniduino插件（30美元）

完成项目代码，以防万一您不想编写它（不包括Uniduino插件）

这些东西大多数都可以在Arduino入门套件中找到。如果没有入门工具包，请查看我们的指南，为您选择最合适的指南。

您可以根据需要使控制器变得复杂，尽管在此示例中，我们将设置一个电位计和一个按钮–非常适合控制简单的街机游戏。

组装控制器

设置面包板和Arduino，如这是我们将用作游戏控制器的图像，尽管您也可以使用与DIY midi控制器几乎完全相同的设置！

准备Arduino

一旦一切都连接好，请通过USB连接Arduino。在Arduino Software IDE中，转到工具》板和工具》端口，以选择要使用的微控制器和端口。 Arduino IDE随附了我们所需的草图，您可以在文件》示例》固件》 StandardFirmata 下找到它。单击“上载”，您就可以准备就绪。

如果您是Arduino的新手，并且脑袋有点融化，请查看我们的初学者指南，以帮助您与计算机进行良好的交谈。

设置您的Unity项目

InUnity，打开 Window》 Asset Store 可以从Unity编辑器中访问Unity的Asset Store。在资产商店中搜索Uniduino插件。这个插件将允许您在Unity内部的Arduino引脚之间收发数据。在撰写本文时，该插件的价格为30美元。可以在不购买插件的情况下进行此项目，尽管它相当复杂，并且您可能会发现插件更方便。

此视频来自插件创建者的帮助，带您完成了所有功能的测试过程以及首次设置。请注意，您可能还必须在Windows上重置Unity编辑器。

我们可以使用同一测试面板来测试我们的控制器。将引脚D2设置为INPUT和Digital。再往下，将引脚A5设置为ANALOG。电位计和按钮现在应该在屏幕上的引脚号旁边显示值。进步！

现在可以做一些我们可以控制的事情了

所以我们有一个控制器，但是我们应该控制什么呢？好吧，可能性无穷无尽，但今天，我们将创建一个非常简单的躲避游戏，以测试我们的新控制系统。我们将很快地完成游戏设置，因此，如果您是Unity引擎的新手，您可能会发现《 Unity游戏编程初学者指南》很有用。

我们将构建一个非常基本的游戏，其中您的目标是向左和向右避开球体以避免掉落立方体，这将利用您新创建的自定义控制器。

创建一个新场景并将Uniduino预制件从资产》 Uniduino》中拖动预制件进入您的阶层，然后将Uniduino预制件拖入层次结构。

在Unity层次结构中，单击 Create》 Sphere ，然后使用检查器中的“变换”选项卡将其移至底部。游戏画面。

现在该开始编码了。

现在要向此聚会添加一些代码。在“层次结构”中选择球体后，点击其Inspector窗口底部的添加组件》新脚本。将其命名为 sphereMover ，然后从下拉菜单中选择 C Sharp 。点击创建并添加，脚本将被添加到GameObject中。双击它以打开脚本并输入以下代码：

using UnityEngine;

using System.Collections;

using Uniduino;

public class sphereMover ： MonoBehaviour

{

//Headers aren‘t scrictly neccesary， but they make life easier back in the Inspector.

［Header（“Arduino Variables”）］

//we need to declare the Arduino as a variable

public Arduino arduino;

//we need to declare an integer for the pin number of our potentiometer，

//making these variables public means we can change them in the editor later

//if we change the layout of our arduino

public int potPinNumber;

//a float variable to hold the potentiometer value （0 - 1023）

public float potValue;

//we will later remap that potValue to the y position of our capsule and hold it in this variable

public float mappedPot;

//public int for our button pin

public int buttonPinNumber;

［Header（“Sphere Variables”）］

//variables to hold the values we noted earlier for the sides of our screen

public float leftEdge;

public float rightEdge;

// Use this for initialization

void Start （）

{//and initialize we shall， starting with the Arduino Variable.

//we are only using one arduino， so we can use Arduino.global to grab it.

arduino = Arduino.global;

arduino.Setup（ConfigurePins）;

}

void ConfigurePins（）

{

//configure the Arduino pin to be analog for our potentiometer

arduino.pinMode（potPinNumber， PinMode.ANALOG）;

//Tell the Arduino to report any changes in the value of our potentiometer

arduino.reportAnalog（5， 1）;

//configure our Button pin

arduino.pinMode（buttonPinNumber， PinMode.INPUT）;

arduino.reportDigital（（byte）（buttonPinNumber / 8）， 1）;

}

}

花点时间通读代码注释。到目前为止，我们已经为Arduino，其引脚和Sphere声明了一些变量。我们还使用了

Start和ConfigurePins方法在运行时初始化Arduino。保存脚本，然后返回Unity编辑器，看看有什么更改。

我们现在可以在Inspector窗口中看到我们的公共变量。让我们看看我们在现阶段可以输入什么以帮助我们以后。我们早先知道我们在Arduino上使用的是什么引脚，我们可以输入它们。我们还从实验中更早地知道了我们希望球体能够左右移动的距离，以使其不会从屏幕上掉落。现在让我们输入这些值。

最初的生命迹象

是时候在Unity Editor中实际查看来自Arduino的值了。现在，我们可以在sphereMover脚本的Update函数中添加一行代码，然后再次保存该脚本。

void Update （）

{

//We assign the value the arduino is reading from our potentionmeter to our potValue variable

potValue = arduino.analogRead（potPinNumber）;

}

现在，我们的potValue变量每帧都会更新一次。 ，我们可以在Unity Inspector中实时看到它的价值。在进行测试之前，现在是时候检查Uniduino插件是否在正确的端口上进行侦听。在层次结构中单击Uniduino，然后在检查器中检查它的端口名称。如果为空白，请为您的Arduino输入正确的端口号。在这种情况下，它是COM4，尽管它可能与您有所不同。如果不确定，请检查使用Arduino IDE。

在层次结构中选择球体，然后单击屏幕顶部的“播放”按钮。系统需要几秒钟的初始化时间，此后您应该在移动电位器时开始在检查器中看到Pot Value变量的变化。

现在我们正在交谈！好吧，严格来说，Unity和Arduino在说话，但是谁在数呢？如果您到此为止并且在检查器中看不到值的变化，请检查设置步骤，并确保为Arduino选择了正确的端口。

让我们移动这个球体

现在我们已经更新了potValue变量，我们想使用该值来移动我们的球体。当电位计完全移到左侧时，我们希望球体位于屏幕的左侧，反之亦然。 Unity中的对象位于Vector空间中的某个点，该点由其Transform.position的值确定。在下面的图像中，球体在我们想要的最左边的位置，您可以看到它的位置向量是9.5，-4，0。

我们想影响球体的X位置。不幸的是，直接使用电位器的值将不起作用，因为当电位器一直向左移动时，其值为0，这会使我们的球体位于屏幕中间。在另一个极端，电位器的最高值1023将使立方体远离屏幕的右侧。没用。我们需要的是一些数学。

为什么Unity会为您做数学？

对于那些在那里的人，他们害怕地盯着一张无意义数字覆盖的纸（尽管有一些很棒的网站可以帮助您学习数学），但不要害怕。我们需要一种使电位计值与球体的X位置相对应的方法。幸运的是，我们可以使用扩展方法。

扩展方法是为我们完成特定工作的脚本。在这种情况下，我们给它提供我们拥有的值，并返回它们之间的映射关系，以便在我们的 sphereMover 脚本中使用。在“项目”面板的顶部，单击创建》 C＃脚本，并将其命名为ExtensionMethods。在脚本中输入以下代码：

using UnityEngine;

using System.Collections;

public static class ExtensionMethods {

//our handy dandy Remapper function

public static float Remap （this float value， float from1， float to1， float from2， float to2）

{

return （value - from1） / （to1 - from1） * （to2 - from2） + from2;

}

}

保存该脚本，然后回到您的sphereMover脚本。现在，我们可以在Update函数的ExtensionMethods脚本中使用此Remap函数，将电位计值转换为游戏中可用的值。在我们刚刚分配了potValue变量的位置，键入以下内容：

提示显示我们的Remap接受了两组From和To值，并映射了他们在一起。我们可以在其中输入值。

mappedPot = potValue.Remap（0， 1023， leftEdge， rightEdge）;

保存您的脚本，回到Unity编辑器，然后单击播放按钮。现在，您应该看到，移动电位计时，“映射的电位器”变量会发生变化，以与我们为左右边缘确定的值相对应。花一点时间坐下来，感谢您的ExtensionMethods脚本。

注意：如果您注意到自己的值是相反的，那么当电位计完全移到右边时如果您的“ Mapped Pot”变量获得负值，则可能是电位计设置错误。幸运的是，您无需进行任何重新布线即可解决此问题。重新映射它们时，只需切换值即可：

现在，我们终于有了可用的值。现在剩下要做的就是将这些值分配给我们球体的X位置：

//Assign the mapped pot value to the sphere’s x position

transform.position = new Vector3（mappedPot， transform.position.y， transform.position.z）;

保存脚本，返回Unity编辑器并按播放。现在，您应该可以使用电位计将Sphere左右移动！

将按钮置于工作状态

现在我们可以移动球形了，不是吗？当我们在狭窄的地方时，有什么办法可以减慢速度吗？我们将使用按钮来减慢游戏时间。打开您的sphereMover脚本，然后将此代码添加到您的Update函数中

//if Unity detects the button is being pressed， the time scale slows down

if （arduino.digitalRead（buttonPinNumber） == 1）{

Time.timeScale = 0.4f;

}

else Time.timeScale = 1.0f;

现在，我们已经有了游戏的机制，请添加一些障碍！我们将使用球体的天敌，即立方体。在层次结构中，单击创建》 3d对象》多维数据集。在多维数据集的检查器中，添加组件》物理》刚体。将刚体的“拖动”值设置为5。此外，在检查器的“ Box Collider”组件下，选择“ Is Trigger”。

在多维数据集上创建一个脚本，并将其命名为 collideWithSphere ，打开脚本并删除Start和Update函数，这将使我们能够检测到与Sphere的碰撞。这次不需要他们。输入以下代码：

using UnityEngine;

using System.Collections;

public class collideWithSphere ： MonoBehaviour

{

void OnTriggerEnter（Collider other）

{

Destroy（other.gameObject）;

}

}

OnTriggerEnter每当触发对撞机碰到另一个对撞机时都会发送一条消息。在这种情况下，我们要告诉它销毁一切。保存脚本并返回到Unity编辑器。将多维数据集从层次结构拖动到“项目”面板。您会注意到层次结构中的多维数据集文本已变为蓝色。这是因为我们已经创建了一个预制件并将其保存在我们的项目中。现在从层次结构中删除多维数据集。

我们现在需要的是一个脚本，用于生成多维数据集。在层次结构中，单击创建》创建空白，然后将其重命名为“检查器”中的“游戏管理器”，然后向其中添加一个名为gameManager的脚本。打开脚本并添加以下代码：

using UnityEngine;

using System.Collections;

public class gameManager ： MonoBehaviour {

//a variable to hold the prefab we want to spawn

public GameObject cube;

//we want some variables to decide how any cubes to spawn

//and how high above us we want them to spawn

public int numberToSpwan;

public float lowestSpawnheight;

public float highestSpawnheight;

// Use this for initialization

void Start （）

{

for （int i = 0; i 《 numberToSpwan; i++）

{

Instantiate（cube， new Vector3（Random.Range（-9， 9）， Random.Range（lowestSpawnheight， highestSpawnheight）， 0）， Quaternion.identity）;

}

}

// Update is called once per frame

void Update （）

{

}

}

保存脚本。返回编辑器，在层次结构中选择“游戏管理器”，然后将多维数据集预制体从项目面板拖到检查器中的“多维数据集”变量。还要在此处填写生成的值。您可以随意摆弄它，以使其变硬或简单。请注意，将最低的多维数据集生成足够高以允许Uniduino初始化是值得的-在移动之前输掉游戏可能会令人沮丧！

完成的项目

现在，当您按Play时，多维数据集将在您上方生成并掉落。您可以使用电位计来避免它们，并可以使用按钮来减慢时间。

在此项目中，我们使用Arduino创建了自定义控制器，将Unity和Uniduino配置为与其通信，并创建了一个简单的控件。游戏进行测试。这里的概念几乎可以应用于任何项目，甚至还有专门针对自定义控制器的游戏卡纸。

借助Arduino和Unity，您几乎可以从任何东西创建自定义控制器。您是否创建了控制飞船的高保真音响？一个控制平台游戏的烤面包机？

责任编辑：wv