• API
• FAQ
• Tools
• Archive
A Pastebin account makes a great Christmas gift
SHARE
TWEET

# AxisAgent.cs

mvaganov May 27th, 2015 261 Never
ENDING IN00days00hours00mins00secs

1. // comment the line below if missing Lines.cs (found at http://pastebin.com/8m69iTut )
2. #define SHOW_AXIS_MATH
3. using UnityEngine;
4. using System.Collections;
5.
6. // TODO camera zoom with mouse wheel AxisCamera
7. // TODO gravity source
8.
9. /// <summary>
10. /// used for calculating and organizing 3D axis math
11. /// </summary>
12. public class Axis {
13.         public Vector3 forward, up, position;
14.         private Vector3 right;
15.
16.         public void SetIdentity() {
17.                 up = Vector3.up;
18.                 forward = Vector3.forward;
19.                 right = Vector3.right;
20.                 position = Vector3.zero;
21.         }
22.
23.         public bool Equals(Transform t) {
24.                 return up == t.up && forward == t.forward && position == t.position;
25.         }
26.
27.         public Axis(Axis other) {
28.                 up = other.up;
29.                 right = other.right;
30.                 forward = other.forward;
31.                 position = other.position;
32.         }
33.         public Axis() { }
34.
35.         public Vector3 GetRight() {
36.                 return right;
37.                 //return Vector3.Cross(up, forward).normalized;
38.         }
39. #if SHOW_AXIS_MATH
40.         public LineRenderer DrawSimple(ref GameObject lineObj, Color c, float size) {
41.                 const float epsilon = 0.001f;
42.                 Vector3 u = up * size, f = forward * size;
43.                 Vector3[] points = {
44.                         position + u,
45.                         position + u * epsilon,
46.                         position + f * epsilon,
47.                         position + f * (1 - epsilon),
48.                         position + f,
49.                         Vector3.zero };
50.                 points[points.Length - 1] = Vector3.Lerp(points[3], points[0], 0.125f);
51.                 LineRenderer lr = Lines.Make(ref lineObj, c, points, points.Length, .1f, .1f);
52.                 return lr;
53.         }
54.         private Vector3[] thumbtack_points_base = null;
55.         public LineRenderer DrawThumbtack(ref GameObject lineObj, Color c, float size, float lineWidth) {
56.                 const float epsilon = 0.001f;
57.                 if(thumbtack_points_base == null) {
58.                         Vector3 pstn = Vector3.zero;
59.                         Vector3 fwrd = Vector3.forward * size;
60.                         Vector3 rght = Vector3.right * size;
61.                         Vector3 up__ = Vector3.up;
62.                         float startAngle = (360.0f / 4) - (360.0f / 32);
63.                         Vector3 v = Quaternion.AngleAxis(startAngle, up__) * fwrd;
64.                         Lines.MakeArc(ref thumbtack_points_base, 32, up__, v, 360, pstn);
65.                         Vector3 tip = pstn + fwrd * Mathf.Sqrt(2);
66.                         thumbtack_points_base[0] = thumbtack_points_base[thumbtack_points_base.Length - 1];
67.                         int m = (32 * 5 / 8) + 1;
68.                         thumbtack_points_base[m++] = thumbtack_points_base[m] + (tip - thumbtack_points_base[m]) * (1 - epsilon);
69.                         thumbtack_points_base[m++] = tip;
70.                         int n = (32 * 7 / 8) + 1;
71.                         while(n < 32) {
72.                                 thumbtack_points_base[m++] = thumbtack_points_base[n++];
73.                         }
74.                         Vector3 side = pstn + rght;
75.                         thumbtack_points_base[m++] = thumbtack_points_base[m] + (side - thumbtack_points_base[m]) * (1 - epsilon);
76.                         thumbtack_points_base[m++] = pstn + rght;
77.                         thumbtack_points_base[m++] = pstn + rght * epsilon;
78.                         thumbtack_points_base[m++] = pstn;
79.                         thumbtack_points_base[m++] = pstn + up__ * size * (1 - epsilon);
80.                         thumbtack_points_base[m++] = pstn + up__ * size;
81.                 }
82.                 LineRenderer lr = Lines.Make(ref lineObj, c, thumbtack_points_base, thumbtack_points_base.Length, lineWidth, lineWidth);
83.                 lr.useWorldSpace = false;
84.                 return lr;
85.         }
86. #endif
87.         public void SetFrom(Transform t) {
88.                 position = t.position;
89.                 up = t.up;
90.                 forward = t.forward;
91.                 right = t.right;
92.         }
93.
94.         public void SetFrom(Axis t) {
95.                 position = t.position;
96.                 up = t.up;
97.                 forward = t.forward;
98.                 right = t.right;
99.         }
100.
101.         public void WriteInto(Transform t) {
102.                 t.position = position;
103.                 t.rotation = Quaternion.LookRotation(forward, up);
104.         }
105.
106.         public void Turn(float t) {
107.                 Quaternion turn = Quaternion.AngleAxis(t, up);
108.                 forward = turn * forward;
109.                 right = turn * right;
110.         }
111.
112.         public void Pitch(float p) {
113.                 Quaternion turn = Quaternion.AngleAxis(p, right);
114.                 forward = turn * forward;
115.                 up = turn * up;
116.         }
117.
118.         public Quaternion GetUpright(Vector3 nextUp) {
119.                 Vector3 r = Vector3.Cross(forward, nextUp);
120.                 Vector3 fwd = Vector3.Cross(nextUp, r);
121.                 return Quaternion.LookRotation(fwd, nextUp);
122.         }
123.
124.         public Quaternion DeltaTo(Quaternion rotation) {
125.                 Quaternion q = Quaternion.LookRotation(this.forward, this.up);
126.                 return rotation * Quaternion.Inverse(q);
127.         }
128.
129.         public Quaternion UprightDelta(Vector3 nextUp) {
130.                 return DeltaTo(GetUpright(nextUp));
131.         }
132.
133.         public void Rotate(Quaternion rotation) {
134.                 forward = rotation * forward;
135.                 up = rotation * up;
136.                 right = rotation * right;
137.         }
138.
139.         public void SetRotation(Quaternion rotation) {
140.                 forward = rotation * Vector3.forward;
141.                 up = rotation * Vector3.up;
142.                 right = rotation * Vector3.right;
143.         }
144.
145.         public void SetUpright(Vector3 up) {
146.                 SetRotation(GetUpright(up));
147.         }
148. }
149.
150. [System.Serializable]
151. public struct TupleMinMax {
152.         public float min, max;
153.         public TupleMinMax(float min, float max) { this.min = min; this.max = max; }
154.         public float Difference(float value) {
155.                 if(value > max) { return max - value; }
156.                 if(value < min) { return min - value; }
157.                 return 0;
158.         }
159.         public float Lerp(float t) { return (max - min) * t + min; }
160.         public float PercentageOf(float value) { return (value - min) / (max - min); }
161. }
162.
163. public class AxisAgent : MonoBehaviour {
164.         /// <summary>how the body is oriented, which decides how key input creates movement impulses</summary>
165.         private Axis body = new Axis();
166.         /// <summary>how the face is oriented, which decides where the agent's head transform is looking (if there is one)</summary>
167.         private Axis face = new Axis();
168.         /// <summary>cached rigidbody of this agent</summary>
169.         private Rigidbody rb;
170.
171.         [Tooltip("What is moved with mouse-look, and determines the direction being aimed at.\n\nRight-click to setup a controllable agent from an otherwise Empty object."),
172.         ContextMenuItem("Setup Standard Axis Agent", "SetStandardAgent")]
174.         public Camera playerCamera;
175. #if SHOW_AXIS_MATH
176.         GameObject line_body, line_head, line_stand, line_gravity, line_velocity, line_move;
177. #endif
178.
179.         void SetStandardAgent() {
184.                                 head.position = transform.position + transform.up * 0.875f;
187.                         }
188.                 }
189.                 if(playerCamera == null) {
191.                         playerCamera = (t != null) ? t.GetComponent<Camera>() : null;
192.                         if(playerCamera == null) {
195.                                 playerCamera.transform.localPosition = new Vector3(0, 5, -10);
196.                                 playerCamera.transform.localRotation = Quaternion.Euler(25, 0, 0);
197.                         }
198.                 }
199.                 Collider col = GetComponent<Collider>();
200.                 if(col == null) {
202.                         cap.height = 2;
204.                 }
205.                 rb = GetComponent<Rigidbody>();
206.                 if(rb == null) {
208.                 }
209.         }
210.
211.         [System.Serializable]
212.         public struct Gravity {
213.                 [SerializeField, Tooltip("How strong the gravity force is")]
214.                 private float force;
215.                 [SerializeField, Tooltip("The direction of the gravity force")]
216.                 private Vector3 direction;
217.                 private Vector3 calculatedForce;
218.
219.                 public Gravity(float force, Vector3 dir) {
220.                         this.force = force; this.direction = dir; this.calculatedForce = force*dir; }
221.                 public Vector3 GetDirection() { return direction; }
222.                 public void SetDirection(Vector3 dir) { direction = dir; Refresh(); }
223.                 public float GetForce() { return force; }
224.                 public void SetForce(float force) { force = this.force; Refresh(); }
225.                 public Vector3 Force() { return calculatedForce; }
226.                 public void Negate() { calculatedForce = Vector3.zero; }
227.                 public void Refresh() { calculatedForce = force * direction; }
228.
229.                 public Vector3 FixedUpdate(Rigidbody rb) { Vector3 v; rb.AddForce(v = Force()); return v; }
230.         }
231.         public Gravity gravity = new Gravity(20, Vector3.down);
232.
233.         [System.Serializable]
234.         /// <summary>a system opposing gravity that allows an agent to hover very slightly over the ground, and move without friction</summary>
235.         public class Stand {
236.                 [SerializeField, Tooltip("How far from the center (in the gravity direction) the standing volume goes")]
237.                 private float distance = 1;
238.                 [SerializeField, Tooltip("The radius of the standing volume")]
239.                 private float radius = .375f;
240.                 [Tooltip("If non-null, this transform's position will be set to the location where the standing is centered.\n\nSet to a sphere with the radius above to visualize the standing volume.")]
241.                 public Transform marker;
242.
243.                 /// <summary>the actual spot being stood on</summary>
244.                 private Vector3 groundContact;
245.                 /// <summary>how the ground is sloped in 3D space</summary>
246.                 private Vector3 surfaceNormal = Vector3.up;
247.                 /// <summary>a 1D value describing how the ground is sloped. used to limit standing force</summary>
248.                 private float surfaceAngle;
249.                 /// <summary>used to keep the standing volume from pushing fully out of the ground. keeping the standing volume slightly overlapping helps verify that the agent is still standing.</summary>
250.                 private float standRadiusEpsilon = 1 / 128.0f;
251.                 /// <summary>used as fast adjustment to position using the physics system (without directly setting transform.position)</summary></summary>
252.                 private Vector3 oneTimeForce;
253.                 /// true if an adjustment to position needs to be made</summary>
254.                 private bool usingOneTimeForce = false;
255.                 /// <summary>true if standing volume is on the ground</summary>
256.                 private bool isOnGround = true;
257.                 [SerializeField, Tooltip("If true, will automatically match motion of transform being stood on")]
258.                 private bool becomeParentedToPlatform = true;
259.                 /// <summary>the actual transform being stood on</summary>
260.                 Transform stoodOn = null;
261.                 /// <summary>the velocity of the transform being stood on</summary>
262.                 private Vector3 stoodOnVelocity;
263.                 /// <summary>axis (position and rotation) of the transform being stood on</summary>
264.                 Axis parentTransform = new Axis();
265.                 /// <summary>the physics calculation done last frame to keep up with the stood-on transform</summary>
266.                 Vector3 lastPlatformMove;
267.
268.                 public bool IsOnGround() { return isOnGround; }
269.                 public void SetOnGround(bool onGround) { isOnGround = onGround; }
270.                 public float GetSurfaceAngle() { return surfaceAngle; }
271.                 public Vector3 GetSurfaceNormal() { return surfaceNormal; }
272.                 public Vector3 GetGroundContact() { return groundContact; }
273.
274.                 /// <param name="a"></param>
275.                 /// <returns>force to apply to a Rigidbody, using AddForce</returns>
276.                 public Vector3 Force(AxisAgent a, ref Gravity g) {
277.                         Vector3 force = Vector3.zero;
278.                         if(usingOneTimeForce) {
279.                                 usingOneTimeForce = false;
280.                                 force -= oneTimeForce;
281.                         }
282.                         // if non-rigid-body parent has moved
283.                         if(becomeParentedToPlatform && stoodOn != null && !parentTransform.Equals(stoodOn)) {
285.                                 stoodOnVelocity = stoodOn.position - parentTransform.position;
286.                                 lastPlatformMove = stoodOnVelocity / Time.deltaTime;
287.                                 parentTransform.SetFrom(stoodOn);
289.                                 a.transform.position = a.transform.position + stoodOnVelocity;
290.                         }
291.                         Vector3 standingDirection = -g.GetDirection();
292.                         Ray ray = new Ray(a.transform.position, -standingDirection);
293.                         RaycastHit hitInfo = new RaycastHit();
294.                         a.GetComponent<Collider>().enabled = false;
295.                         if(!a.jumping.IsJumping() && Physics.SphereCast(ray, radius, out hitInfo, distance) && hitInfo.distance <= distance) {
296.                                 groundContact = hitInfo.point;
297.                                 surfaceNormal = hitInfo.normal;
298.                                 surfaceAngle = Vector3.Angle(standingDirection, surfaceNormal);
299.                                 if(Vector3.Dot(a.body.forward, surfaceNormal) > 0) {
300.                                         surfaceAngle *= -1;
301.                                 }
302.                                 Vector3 centerOfFoot = a.transform.position - standingDirection * distance;
303.                                 if(marker != null) {
304.                                         marker.position = centerOfFoot;
305.                                 }
306.                                 float dist = Vector3.Distance(groundContact, centerOfFoot);
307.                                 float groundOverlap = radius - dist;
308.                                 if(groundOverlap > 0) {
309.                                         // instead of setting the position, set the force needed to clip out, then remove that force next frame.
310.                                         usingOneTimeForce = true;
311.                                         oneTimeForce = (surfaceNormal * (groundOverlap - standRadiusEpsilon)) / (Time.deltaTime*Time.deltaTime);
312.                                         force += oneTimeForce;
313.                                 }
314.                                 float downForce = Vector2.Dot(-standingDirection, a.rb.velocity);
315.                                 if(!isOnGround && downForce > 0) {
316.                                         force += standingDirection * downForce / Time.deltaTime;
317.                                 }
318.                                 // reset double-jump variable if on the ground
319.                                 a.jumping.ResetJumpCount();
320.                                 isOnGround = true;
321.                                 g.Negate();
322.                                 if(becomeParentedToPlatform) {
323.                                         if(stoodOn != hitInfo.collider.transform) {
324.                                                 stoodOn = hitInfo.collider.transform;
325.                                                 parentTransform.SetFrom(stoodOn);
326.                                         }
327.                                 }
328.                         } else {
329.                                 isOnGround = false;
330.                                 g.Refresh();
331.                                 if(becomeParentedToPlatform) {
332.                                         //if(stoodOn != null) print("no parent");
333.                                         stoodOn = null;
334.                                         parentTransform.SetIdentity();
335.                                 }
336.                         }
337.                         a.GetComponent<Collider>().enabled = true;
338.                         return force;
339.                 }
340.                 public Vector3 FixedUpdate(Rigidbody rb, AxisAgent a, ref Gravity gravity) {
341.                         Vector3 standForce = Force(a, ref gravity);
343.                         return standForce;
344.                 }
345.         }
346.         public Stand stand;
347.
348.         [System.Serializable]
349.         public class Jump {
350.                 public TupleMinMax height = new TupleMinMax(1, 5);
351.                 public float fullJumpPressDuration = 0.5f;
352.                 public int maxJumps = 2;
353.                 public bool jumpStartResetsVerticalMotion = true;
354.
355.                 /// how long the user has been holding jump
356.                 float timeJumpHeld;
357.                 /// how the jump is currently doing
358.                 float currentJumpVelocity;
359.                 float targetHeight;
360.                 float heightReached;
361. #if SHOW_AXIS_MATH
362.                 Vector3 jumpStart;
363.                 float heightReachedTotal;
364. #endif
365.                 bool jumpPeaked = false;
366.                 /// whether or not the user is currently jumping
367.                 bool jumpImpulseActive = false;
368.                 int jumpsSoFar = 0;
369.
370.                 public enum JumpDirection { opposingGravity, opposingGroundSurface }
371.                 GameObject jumpShow;
372.                 public bool IsRequestingJump(AxisAgent a) { return !jumpImpulseActive && (a.input.jump || a.input.jumpHeld); }
373.                 public bool IsJumping() { return currentJumpVelocity > 0; }
374.                 public void ResetJumpCount() { jumpsSoFar = 0; }
375.
376.                 public Vector3 Force(AxisAgent a, ref Gravity g, ref Movement movement) {
377.                         Vector3 force = Vector3.zero;
378.                         Vector3 jumpDirection = -g.GetDirection();//onlyJumpAgainstGravity ? -g.GetDirection() : a.stand.GetSurfaceNormal();//
379.                         // if the user wants to jump, and is allowed to jump again
380.                         if(IsRequestingJump(a) && (jumpsSoFar < maxJumps)) {
381. #if SHOW_AXIS_MATH
382.                                 if(jumpsSoFar == 0) {
383.                                         jumpStart = a.transform.position;
384.                                         heightReachedTotal = 0;
385.                                 }
386. #endif
387.                                 heightReached = 0;
388.                                 timeJumpHeld = 0;
389.                                 jumpsSoFar++;
390.                                 targetHeight = height.min;
391.                                 float velocityRequiredToJump = Mathf.Sqrt(targetHeight * 2 * g.GetForce());
392.                                 // cancel out current jump/fall forces
393.                                 if(jumpStartResetsVerticalMotion) {
394.                                         float motionInVerticalDirection = Vector3.Dot(jumpDirection, a.rb.velocity);
395.                                         force -= (motionInVerticalDirection * jumpDirection) / Time.deltaTime;
396.                                 }
397.                                 // apply proper jump force
398.                                 currentJumpVelocity = velocityRequiredToJump;
399.                                 jumpPeaked = false;
400.                                 force += (jumpDirection * currentJumpVelocity) / Time.deltaTime;
401.                                 jumpImpulseActive = true;
402.                                 a.stand.SetOnGround(false);
403.                         } else
404.                         // if a jump is happening
405.                         if(currentJumpVelocity > 0) {
406.                                 // handle jump height: the longer you hold jump, the higher you jump
407.                                 if(a.input.jumpHeld) {
408.                                         timeJumpHeld += Time.deltaTime;
409.                                         if(timeJumpHeld >= fullJumpPressDuration) {
410.                                                 targetHeight = height.max;
411.                                                 timeJumpHeld = fullJumpPressDuration;
412.                                         } else {
413.                                                 targetHeight = height.Lerp(timeJumpHeld / fullJumpPressDuration);
414.                                         }
415.                                         if(heightReached < targetHeight) {
416.                                                 float requiredJumpVelocity = Mathf.Sqrt((targetHeight - heightReached) * 2 * g.GetForce());
417.                                                 float forceNeeded = requiredJumpVelocity - currentJumpVelocity;
418.                                                 force += (jumpDirection * forceNeeded) / Time.deltaTime;
419.                                                 currentJumpVelocity = requiredJumpVelocity;
420.                                         }
421.                                 } else {
422.                                         jumpImpulseActive = false;
423.                                 }
424.                         }
425.                         if(currentJumpVelocity > 0) {
426.                                 float moved = currentJumpVelocity * Time.deltaTime;
427.                                 heightReached += moved;
428. #if SHOW_AXIS_MATH
429.                                 heightReachedTotal += moved;
430.                                 Lines.Make(ref jumpShow, Color.black, jumpStart, a.transform.position, .5f, 0f);
431. #endif
432.                                 currentJumpVelocity -= g.GetForce() * Time.deltaTime;
433.                         } else if(!jumpPeaked && !a.stand.IsOnGround()) {
434.                                 jumpPeaked = true;
435.                                 jumpImpulseActive = false;
436.                         }
437.                         return force;
438.                 }
439.
440.                 public Vector3 FixedUpdate(Rigidbody rb, AxisAgent a, ref Gravity gravity, ref Movement movement) {
441.                         Vector3 f = Force(a, ref gravity, ref movement);
443.                         return f;
444.                 }
445.         }
446.         public Jump jumping;
447.
448.         [System.Serializable]
449.         public class Input {
450.                 public enum Source { none, mouseAndKeyboard }
451.                 [Tooltip("Where to get input from")]
452.                 public Source source = Source.mouseAndKeyboard;
454.                 /// variable:+/-, forward:forward/backward, strafe:right/left, turn:right/left, pitch:down/up
455.                 [HideInInspector] public float forward, strafe, turn, pitch;
456.                 /// [Tooltip("button inputs")]
457.                 [HideInInspector] public bool jump, jumpHeld, fire1, fire1Held, fire2, fire2Held, gravityToggle, fullStop, invertPitch, runHeld;
458.
459.                 public void ReleaseAllInput() {
460.                         forward = strafe = turn = pitch = 0; //mouseWheel = 0;
461.                         jump = jumpHeld = fire1 = fire1Held = fire2 = fire2Held = runHeld = false;
462.                 }
463.                 [System.Serializable]
464.                 public class Sensitivity {
465.                         [Tooltip("x mouse sensitivity")]
466.                         public float horizontal = 10F;
467.                         [Tooltip("y mouse sensitivity")]
468.                         public float vertical = 5F;
469.                 }
470.                 public Sensitivity sensitivity;
471.
473.                         switch(source) {
474.                         case Source.none: break;
475.                         case Source.mouseAndKeyboard:
476.                                 forward = UnityEngine.Input.GetAxis("Vertical");
477.                                 strafe = UnityEngine.Input.GetAxis("Horizontal");
478.                                 turn = UnityEngine.Input.GetAxis("Mouse X") * sensitivity.horizontal;
479.                                 pitch = -UnityEngine.Input.GetAxis("Mouse Y") * sensitivity.vertical;
480.                                 jump = UnityEngine.Input.GetButtonDown("Jump");
481.                                 jumpHeld = UnityEngine.Input.GetButton("Jump");
482.                                 fire1 = UnityEngine.Input.GetButtonDown("Fire1");
483.                                 fire1Held = UnityEngine.Input.GetButton("Fire1");
484.                                 fire2 = UnityEngine.Input.GetButtonDown("Fire2");
485.                                 fire2Held = UnityEngine.Input.GetButton("Fire2");
486.                                 runHeld = UnityEngine.Input.GetKey(KeyCode.LeftShift)
487.                                                 ||UnityEngine.Input.GetKey(KeyCode.RightShift);
488.                                 break;
489.                         default:
490.                                 throw new System.Exception("unsupported controller " + source);
491.                         }
492.                         if(invertPitch) pitch *= -1;
493.                 }
494.         }
495.         public Input input;
496.
497.         [System.Serializable]
498.         public class Movement {
499.                 ///<summary>current movement force</summary>
500.                 private Vector3 force;
501.                 ///<summary>velocity vector if viewed directly from above</summary>
502.                 private Vector3 groundVelocity;
503.                 ///<summary>groundVelocity.magnitude</summary>
504.                 private Vector3 groundDir;
505.                 ///<summary>the direction according to the input</summary>
506.                 private Vector3 inputDir;
507.                 ///<summary>how much rise/fall is going on</summary>
508.                 private float verticalVelocity;
509.                 ///<summary>velocity absent rise/fall</summary>
510.                 private float groundSpeed;
511.                 ///<summary>max speed based on input, taking directional speed limits into account</summary>
512.                 private float maxInputSpeed;
513.                 ///<summary>how much faster the agent is going than the current speed limit</summary>
514.                 private float overSpeed;
515.
516.                 public Vector3 defaultUpDirection = Vector3.up;
517.
518.                 Axis movementAxis;
519.
520.                 ///<summary>how far the 3rd person camera can move back based on obstacles in the way</summary>
521.                 float distanceLimitedTo;
522.                 ///<summary>where the 3rd person camera is</summary>
523.                 float actualDistance;
524.
525. #if SHOW_AXIS_MATH
526.                 GameObject line_movementAxis;
527. #endif
528.                 public Vector3 CalculatedSurfaceUpDirection(AxisAgent a) {
529.                         return a.stand.IsOnGround() ? a.stand.GetSurfaceNormal() : defaultUpDirection;
530.                 }
531.
532.                 public Vector3 Force(AxisAgent a, Settings s) {
533.                         if(movementAxis == null) movementAxis = new Axis();
534.                         movementAxis.SetFrom(a.body);
535.                         Vector3 upDirection = (Mathf.Abs(a.stand.GetSurfaceAngle()) < s.maxIncline) ? CalculatedSurfaceUpDirection(a) : defaultUpDirection;//
536.                         if(a.body.up != upDirection) {
537.                                 movementAxis.SetUpright(upDirection);
538.                         }
539. #if SHOW_AXIS_MATH
540.                         movementAxis.DrawThumbtack(ref line_movementAxis, Color.blue, 2, .0625f);
541.                         movementAxis.WriteInto(line_movementAxis.transform);
542. #endif
543.                         force = Vector3.zero;
544.                         verticalVelocity = Vector3.Dot(defaultUpDirection, a.rb.velocity);
545.                         groundVelocity = a.rb.velocity - (defaultUpDirection * verticalVelocity);
546.                         groundSpeed = groundVelocity.magnitude;
547.                         groundDir = groundVelocity / groundSpeed;
548.                         inputDir = Vector3.zero;
549.                         // input impulse
550.                         if(a.input.forward != 0 || a.input.strafe != 0) {
551.
552.                                 maxInputSpeed = s.GetSpeedBasedOnInput(a.input, a.stand.GetSurfaceAngle());
553.                                 inputDir = movementAxis.forward * a.input.forward + movementAxis.GetRight() * a.input.strafe;
554.                                 inputDir.Normalize();
555.                                 float accelSpeedInCurrentDirection = Vector3.Dot(inputDir, groundVelocity);
556.                                 force = inputDir * ((accelSpeedInCurrentDirection > 0) ? s.acceleration : s.deceleration);
557.                                 if(groundSpeed > maxInputSpeed) {
558.                                         overSpeed = Vector3.Dot(groundDir, force);
559.                                         overSpeed += groundSpeed - maxInputSpeed;
560.                                         force += groundDir * -overSpeed;
561.                                         force = force.normalized * s.acceleration;
562.                                 }
563.                         } else {
564.                                 // stop logic
565.                                 if(s.stopWhenNoInputGiven && groundSpeed != 0) {
566.                                         // figure out how much force is needed to stop
567.                                         float stopNeededToBringToZero = groundSpeed / Time.deltaTime;
568.                                         // if that is too much force, go with the max possible.
569.                                         if(stopNeededToBringToZero > s.deceleration) {
570.                                                 force += -groundDir * s.deceleration;
571.                                         } else {
572.                                                 force += -groundDir * stopNeededToBringToZero;
573.                                         }
574.                                 }
575.                         }
576.                         return force;
577.                 }
578.
579.                 [System.Serializable]
580.                 public class Settings {
581.                         [Tooltip("What to use this movement profile. For example, there could be different movement settings for: walk, run, crawl, swim, climb, parkour, jump, fall, fly, hover")]
582.                         public string name = "standard";
583.                         [Tooltip("Maximum speed when pressing forward/backward")]
584.                         public float speedForward = 15, speedBackward = 5;
585.                         [Tooltip("Maximum speed when pressing strafe right/left")]
586.                         public float speedRight = 10, speedLeft = 10;
587.                         [Tooltip("Maximum acceleration when going forward/backward or strafing right/left")]
588.                         public float acceleration = 20;
589.                         [Tooltip("Maximum acceleration when bringing velocity toward zero")]
590.                         public float deceleration = 30;
591.                         [Tooltip("If true, movement calculations will cause a stop if inputs are released")]
592.                         public bool stopWhenNoInputGiven = true;
593.                         [Tooltip("the agent will not be able to move around on surfaces with an incline greater than this")]
594.                         public float maxIncline = 50;
595.                         [Tooltip("Percentage of speed possible as the current surface angle approaches the max incline")]
596.                         public AnimationCurve inclineSpeedLoss = AnimationCurve.Linear(0,0,1,1);
597.
598.                         /// TODO implement these for hover, climb, and parkour movement types
599.                         [Tooltip("Acts against gravity force")]
600.                         public float antiGravityForce = 0;
601.                         [Tooltip("Causes gravity to match player up direction, the stronger force the more un-aligned with gravity it will work")]
602.                         public float gravityRealignForce = 0;
603.
604.                         public float GetInclineSpeedAdjustment(float surfaceAngle) {
605.                                 return (surfaceAngle > 0) ? (1-inclineSpeedLoss.Evaluate(surfaceAngle / maxIncline)) :1;
606.                         }
607.
608.                         [System.Serializable]
610.                                 public TupleMinMax pitchLimit = new TupleMinMax(-140, 110);
611.                                 float currentVerticalAngle;
612.                                 // TODO allow the head transform to turn independently of the body, and make the body match if the turnLimit is reached or movement starts
613. //                              public TupleMinMax turnLimit = new TupleMinMax(-50, 50);
614. //                              public bool turnBodyBeyondMaximum = true;
615. //                              public bool pitchBodyBeyondMaximum = false;
616.
617.                                 public void Update(AxisAgent a) {
618.                                         if(a.input.pitch != 0) {
620.                                                 a.face.Pitch(a.input.pitch);
621.                                                 currentVerticalAngle = Vector3.Angle(a.body.up, a.face.up);
622.                                                 if(Vector3.Dot(a.face.forward, a.body.up) > 0) {
623.                                                         currentVerticalAngle *= -1;
624.                                                 }
625.                                                 float difference = pitchLimit.Difference(currentVerticalAngle);
626.                                                 if(difference != 0) {
627.                                                         a.face.Pitch(difference);
628.                                                         currentVerticalAngle += difference;
629.                                                 }
631.                                                 thirdPersonCamera.CameraAngleUpdate(a.playerCamera, pitchLimit.PercentageOf(currentVerticalAngle));
632.                                         }
633.                                         float wheel = UnityEngine.Input.GetAxis("Mouse ScrollWheel");
634.                                         if(wheel != 0) {
635.                                                 thirdPersonCamera.Move(a.playerCamera.transform, wheel);
636.                                         }
637.                                 }
638.
639.                                 [System.Serializable]
640.                                 public class ThirdPersonCameraController {
641.                                         [Tooltip("How far the user wants the camera to be")]
642.                                         public float thirdPersonDistance = 10;
643.                                         [Tooltip("How quickly to move the camera to it's spot (lower is faster)"), Range(1, 128)]
644.                                         public float collisionSpeed = 8;
645.                                         public AnimationCurve viewAngle3rdPerson = DefaultCameraLookCurve();
646.
647.                                         public static AnimationCurve DefaultCameraLookCurve() {
648.                                                 AnimationCurve curve = new AnimationCurve();
653.                                                 return curve;
654.                                         }
655.
656.                                         public void Move(Transform camera, float change) {
657.                                                 change *= 5;
658.                                                 thirdPersonDistance -= change;
659.                                                 if(thirdPersonDistance < change) {
660.                                                         camera.position = camera.parent.position;
661.                                                         thirdPersonDistance = 0;
662.                                                 }
663.                                         }
664.
665.                                         public void CameraAngleUpdate(Camera camera, float vertical) {
666.                                                 vertical = viewAngle3rdPerson.Evaluate(vertical);
667.                                                 float fieldOfView = camera.fieldOfView;
668.                                                 float viewAngle = fieldOfView * vertical;
669.                                                 camera.transform.localRotation = Quaternion.Euler(viewAngle - 30, 0, 0);
670.                                         }
671.                                 }
672.                                 public ThirdPersonCameraController thirdPersonCamera = new ThirdPersonCameraController();
673.                         }
675.
676.                         [System.Serializable]
677.                         public class RotationControl {
678.                                 [Tooltip("Be precise when turning with the mouse (no lag, or continued turning)")]
679.                                 public bool stopControlledAngularVelocity = true;
680.                                 [Tooltip("stop the spinning!")]
681.                                 public bool stopUncontrolledAngularVelocity = true;
682.                                 [Tooltip("set the player standing correctly if angle is perterbed")]
683.                                 public bool automaticallySetRightsideUp = true;
684.                                 [Tooltip("Force used to stop uncontrolled angular rotation")]
685.                                 public Vector3 angularVelocityCounterForce = new Vector3(15, 90, 15);
686.                                 [Tooltip("Force used to set player upright")]
687.                                 public float rightsideUpForce = 20;
688.                         }
689.                         public RotationControl rotationControl = new RotationControl();
690.
691.                         public Settings(float forward, float backward, float strafeRight, float strafeLeft, float accel, float decel) {
692.                                 this.speedForward = forward;
693.                                 this.speedBackward = backward;
694.                                 this.speedRight = strafeRight;
695.                                 this.speedLeft = strafeLeft;
696.                                 this.acceleration = accel;
697.                                 this.deceleration = decel;
698.                         }
699.
700.                         public float GetSpeedBasedOnInput(Input i, float angle) {
701.                                 float result;
702.                                 if(i.forward == 0) {
703.                                         if(i.strafe == 0) result = 0;
704.                                         else if(i.strafe < 0) result = speedLeft;
705.                                         else result = speedRight;
706.                                 } else if(i.strafe == 0) {
707.                                         if(i.forward > 0) result = speedForward;
708.                                         else result = speedBackward;
709.                                 } else {
710.                                         float sum, f, s;
711.                                         if(i.forward > 0) {
712.                                                 f = i.forward;
713.                                                 if(i.strafe > 0) { s = i.strafe; sum = f + s; f /= sum; s /= sum; result = (f * speedForward) + (s * speedRight); }
714.                                                 else             { s = -i.strafe; sum = f + s; f /= sum; s /= sum; result = (f * speedForward) + (s * speedLeft); }
715.                                         } else {
716.                                                 f = -i.forward;
717.                                                 if(i.strafe > 0) { s = i.strafe; sum = f + s; f /= sum; s /= sum; result = (f * speedBackward) + (s * speedRight); }
718.                                                 else             { s = -i.strafe; sum = f + s; f /= sum; s /= sum; result = (f * speedBackward) + (s * speedLeft); }
719.                                         }
720.                                 }
722.                         }
723.                 }
724.
725.                 public Settings currentSettings = new Settings(15, 5, 10, 10, 20, 60);
726.
727.                 private Vector3 angularJerk, standUpJerk;
728.
729. #if SHOW_AXIS_MATH
730.                 /// visuals to help debug rotation forces
731.                 GameObject rot_axis, rot_fwd, rot_up, rot_target;
732. #endif
733.                 public void FixedUpdateRotation(AxisAgent a, Input inputSource, Transform transform, Axis body, Rigidbody rb) {
734.                         bool balancingRotation = false;
735.                         // if the agent is controlling angular jerks, to emulate precise rotation, and there was an angular jerk last frame
736.                         if(currentSettings.rotationControl.stopControlledAngularVelocity && angularJerk != Vector3.zero) {
737.                                 // find out how much that angular jerk has depreciated
738.                                 Vector3 adjusted = angularJerk - (angularJerk * rb.angularDrag * Time.deltaTime);
739.                                 // remove the jerk from the current angular rotation
741.                                 // mark that there is no more angular jerk (it has been undone)
742.                                 angularJerk = Vector3.zero;
743.                                 // mark thata balancing rotation occured, which will prevent further balancing rotations
744.                                 balancingRotation = true;
745.                         }
746.                         if(currentSettings.rotationControl.automaticallySetRightsideUp && body.up != defaultUpDirection) {
747.                                 Quaternion uprightRotation = body.GetUpright(defaultUpDirection);
748.                                 Quaternion rotationToRightSelf = body.DeltaTo(uprightRotation);//body.UprightDelta(-gravity.GetDirection());
749.                                 Vector3 euler = rotationToRightSelf.eulerAngles;
750.                                 bool change = false;
751.                                 if(euler.x > 180) { euler.x -= 360; change = true; }
752.                                 if(euler.y > 180) { euler.y -= 360; change = true; }
753.                                 if(euler.z > 180) { euler.z -= 360; change = true; }
754.                                 const float epsilon = 1 / 128f;
755.                                 if(Mathf.Abs(euler.x) < epsilon) euler.x = 0;
756.                                 if(Mathf.Abs(euler.y) < epsilon) euler.y = 0;
757.                                 if(Mathf.Abs(euler.z) < epsilon) euler.z = 0;
758.                                 if(change) {
759.                                         //print(Time.time+":["+euler.x + " " + euler.y + " " + euler.z+"]");
760.                                         rotationToRightSelf = Quaternion.Euler(euler);
761.                                 }
762.                                 if(euler != Vector3.zero) {
763.                                         Vector3 rotAxis = Vector3.zero;
764.                                         float rotAngle;
765.                                         rotationToRightSelf.ToAngleAxis(out rotAngle, out rotAxis);
766. #if SHOW_AXIS_MATH
767.                                         Lines.Make(ref rot_axis, Color.magenta, transform.position + rotAxis, transform.position - rotAxis, .1f, .1f);
768.                                         Lines.MakeArc(ref rot_fwd, Color.magenta, transform.position, rotAxis, transform.forward, rotAngle, 8, .1f, 0);
769.                                         Lines.MakeArc(ref rot_up, Color.magenta, transform.position, rotAxis, transform.up, rotAngle, 8, .1f, 0);
770.                                         Axis next = new Axis(body);
771.                                         next.Rotate(rotationToRightSelf);
772.                                         next.DrawSimple(ref rot_target, Color.black, 1);
773. #endif
774.                                         float f = currentSettings.rotationControl.rightsideUpForce;
775.                                         euler.x = Mathf.Clamp(euler.x, -f, f);
776.                                         euler.y = Mathf.Clamp(euler.y, -f, f);
777.                                         euler.z = Mathf.Clamp(euler.z, -f, f);
778.                                         //print(Time.time + ": " + euler.x + " " + euler.y + " " + euler.z);
779.                                         if(standUpJerk != euler) {
780.                                                 // divide by 2 because... it makes it work better. TODO more controlled right-side-up angular forces!
782.                                                 standUpJerk = euler;
784.                                         }
785.                                 }
786.                         }
787.                         // if the player wants to turn (horizontal motion)
788.                         if(inputSource.turn != 0) {
789.                                 // turn horizontally
790.                                 angularJerk.y += inputSource.turn / Time.deltaTime;
792.                         } else {
793.                                 // if no turn is going on, and no balancing rotation is going on, and this agent should be stopping uncontrolled rotations
794.                                 if(currentSettings.rotationControl.stopUncontrolledAngularVelocity && !balancingRotation) {
795.                                         // if there is rotation
796.                                         Vector3 angle = rb.angularVelocity;
797.                                         if(angle != Vector3.zero) {
798.                                                 // calculate a counter-force to stop rotation
799.                                                 Vector3 counterForce = currentSettings.rotationControl.angularVelocityCounterForce;// Vector3.zero;
800.                                                 counterForce.x = Mathf.Clamp(angle.x, -counterForce.x, counterForce.x);
801.                                                 counterForce.y = Mathf.Clamp(angle.y, -counterForce.y, counterForce.y);
802.                                                 counterForce.z = Mathf.Clamp(angle.z, -counterForce.z, counterForce.z);
804.                                         }
805.                                 }
806.                         }
807.                 }
808.
809.                 public Vector3 Force(AxisAgent a) {
810.                         return Force(a, currentSettings);
811.                 }
812.
813.                 public Vector3 FixedUpdate(Rigidbody rb, AxisAgent a) {
814.                         Vector3 f = Force(a);
816.                         return f;
817.                 }
818.
819.                 public void MoveCameraBack(Transform camera) {
821.                         if(thirdPersonDistance == 0) return;
822.                         RaycastHit rh = new RaycastHit();
823.                         Vector3 dir = -camera.parent.forward;
824.                         float nextPosition = actualDistance;
825.                         if(!Physics.Raycast(camera.parent.position, dir, out rh, thirdPersonDistance)) {
826.                                 distanceLimitedTo = thirdPersonDistance;
827.                         } else {
828.                                 distanceLimitedTo = rh.distance;
829.                         }
830.                         if(actualDistance != distanceLimitedTo) {
831.                                 float delta = (distanceLimitedTo - actualDistance) / currentSettings.headTurning.thirdPersonCamera.collisionSpeed;
832.                                 nextPosition = (Mathf.Abs(delta) > 1 / 128.0f) ? (actualDistance + delta) : distanceLimitedTo;
833.                         }
834.                         if(nextPosition != actualDistance) {
835.                                 actualDistance = nextPosition;
836.                                 camera.localPosition = -Vector3.forward * actualDistance;
837.                         }
838.                 }
839.
840.                 public void Update(AxisAgent a) {
842.                         MoveCameraBack(a.playerCamera.transform);
843.                 }
844.         }
845.
846.         [Tooltip("Variables that set how this agent moves, and keep track of orientation")]
847.         public Movement movement;
848.
849.         public void SetMovementSettings(Movement.Settings moveSettings) {
850.                 movement.currentSettings = moveSettings;
851.         }
852.
853.         ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
854.
855.         /// uses Rigidbody.AddForce() to modify the rigidbody's behavior.
856.         void FixedUpdate () {
857.                 // update axis
858.                 body.SetFrom(transform);
860.                 // update components. keep track of forces locally so visuals can be updated
861.                 Vector3 moveForce = movement.FixedUpdate(rb, this);
862.                 Vector3 gravityForce = gravity.FixedUpdate(rb);
863.                 Vector3 jumpingForce = jumping.FixedUpdate(rb, this, ref gravity, ref movement);
864.                 Vector3 standForce = stand.FixedUpdate(rb, this, ref gravity);
865.                 // TODO RotationMovement
866.                 movement.FixedUpdateRotation(this, input, transform, body, rb);
867. #if SHOW_AXIS_MATH
868.                 DrawAxisOnTransform(ref line_body, Color.cyan, body, transform, .75f);
870.                 Vector3 p = transform.position;
871.                 Vector3 s = stand.GetGroundContact();
872.                 Vector3 v = transform.position + rb.velocity;
873.                 Lines.Make(ref line_gravity, Color.magenta, p, p + gravityForce, .2f, 0);
874.                 Lines.Make(ref line_stand, Color.green, s, s + standForce, .4f, 0);
875.                 Lines.Make(ref line_velocity, Color.blue, p, v, .1f, .1f);
876.                 Lines.Make(ref line_move, Color.red, v, v + moveForce, .1f, .1f);
877. #endif
878.         }
879.
880. #if SHOW_AXIS_MATH
881.         void DrawAxisOnTransform(ref GameObject line_, Color c, Axis a, Transform t, float size) {
882.                 a.DrawThumbtack(ref line_, c, size, .1f);
883.                 line_.transform.SetParent(t);
884.                 line_.transform.localPosition = Vector3.zero;
885.                 line_.transform.localRotation = Quaternion.identity;
886.         }
887. #endif
888.
889.         struct MoveSettingsManager {
890.                 Movement.Settings defaultMoveSetting;
891.                 [Tooltip("walk, run, crawl, swim, climb, parkour, jump, fall, fly, hover")]
892.                 public Movement.Settings[] movementSettings;
893.                 // TODO run button, crawl button, fly minimum speed float, swim boolean toggle
894.                 // walk is standard movement, just slow. motion axis aligns with ground, if in the air, it aligns with player-up
895.                 //     if crawl and run pressed while standing)
896.                 // crawl crouches the player, and is very slow movement (with a smaller height profile)
897.                 //     crawl button. jump stands player up
898.                 // run is standard movement, but fast.
899.                 //     automatically parkour if on non-ground surface
900.                 // climb aligns gravity to be against a surface, allowing scaling of walls (and ceiling too if gravity alignment force is strong enough)
901.                 //     if crawl and run pressed while against non-walkable surface. jump ends climb, and goes into jump (fall)
902.                 // parkour causes player-up to shift when running on surfaces, and aligns gravity if able, allowing wall running (and ceiling running if gravity alignment force is strong enough)
903.                 //     if running at surface that is too steep to be ground. release run to drop into standard movement. crawl to climb.
904.                 // fall activates when the player is jumping or falling (non air-movement, but still in the air)
905.                 //     jump again for double jump. if no more double jumps possible, go into hover.
906.                 // hover is an air-travel, feels like no-clip movement in a FPS game. jump is up, crawl is down. uses antigravity force to balance out gravity. re-orient to up after movement and turning stops.
907.                 //     activate if pressing jump during fall at the end of last double-jump. run to drop into fall, or switch into fly if speed is sufficient
908.                 // fly is a fast air-travel, like a flight-sim, where left and right roll, forward and back pitch. player-up is not bound to gravity. must be in motion. free look. slowing down drops player into hover
909.                 //     crawl to drop into fall, falling to minimum speed drops into fall
910.                 // swim is triggered when entering a swim zone (water). dramatically reduces gravity, and makes the motion axis align with the look axis, allowing motion in any direction
911.                 //     climb works. leave swim zone to end swim. jump to go into hover
912.                 //     (water areas have a move-speed modifier and direction of flow)
913.         }
914.
915.         void Start() {
916.                 rb = GetComponent<Rigidbody>();
917.                 rb.useGravity = false;
918.                 rb.angularDrag = 0;
919.                 rb.maxAngularVelocity = 360;
920.         }
921.
922.         void Update() {