Unity 2D视角下模拟3D环境和地形

2D游戏若想模仿3D游戏的环境，一种很好的方案便是“2.5D”。

所谓2.5D，通常的理解是相机固定俯视的游戏视角。在此视角下，人物可以在x、y、z三个轴上移动，如此便能模仿3D游戏的环境，而美术成本要比3D低很多。

2.5D具体实现的方式也分多种，如2D角色+3D场景、3D角色+2D场景贴图、2D角色+2D场景贴图。此文章讨论对象为最后一种，由于角色和场景都采用2D图片，所以本质仍可以归为2D游戏。

Demo演示：

Vector3 v3=new Vector3();
float pi=3.14159265f;
float pi_180=pi/180;
if(performer!=null)
{
    v3[0] = ((float)x);//和本体相同
    v3[1] = ((float)(Mathf.Cos(30 * pi_180)*y+Mathf.Sin(30 * pi_180)*z));//将三维坐标映射给二维贴图，其中30是根据2D图片假设的相机角度，pi_180是将角度转换成弧度进行计算。
    v3[2] = ((float)z*0.01f);//用于控制遮挡顺序，和本体成正比即可
    performer.transform.position=v3;
}

此处采用了一种简单的方法：将人物本体（逻辑）和人物贴图（表现）分离，通过三角函数算出人物贴图在2D场景中的位置。

假设相机角度为α，人物贴图的位置为(x2,y2)，人物逻辑的位置为(x,y,z)，可知：

x2=x

y2=cos(α)*y+sin(α)*z

如此便在2D视角下模拟出了一个三维世界，而在此基础上，还可以利用unity本身的物理系统设计出3D地形，从而实现斜坡、拱桥等功能。效果图如下：

 由于人物本体仍处于3D空间中，因此可以直接在3D空间加入碰撞体来实现地形（可以看到碰撞体和贴图之间并不贴合，之后会解释原因）

那么要怎样根据2D贴图去制作碰撞体呢？之前有提到三维映射到二维的公式，那么反过来，从二维映射到三维也是可以的。但是二维上的一个点映射到三维会有无限种可能，直接套用公式并不可行，因此只能先假定y或z为一个固定值，通过另一值的变化量来计算相对坐标。

设相机角度为α，贴图的点位为(x2,y2)，逻辑的点位为(x,y,z)，一个格子为一个单位

如图，Δz=0，Δy2≈1.92 

套公式得Δy2=cosα*Δy+sinα*0，得y=y2/cosα，此时我设置的α为30°，所以Δy≈2.217

 同理，得Δz≈5.688

 套用在碰撞体上即可

 可以发现映射后的y已经比二维上的y更大了，所以在二维视角下碰撞体和贴图并不贴合

↑宽度测试，符合预期结果

对于坡道的角度也要以同样的方式处理，三维坡角=二维坡角/cosα，此处相机角度为30°，坡道贴图的角度为15°，碰撞体的坡角即是17.32°。

拱桥则套用椭圆公式，x^2/a^2+ (y/cosα)^2/b^2 = 1

搭建好场景后，还需设置角色上坡和投射影子的逻辑，详情可看此篇文章：

Unity 对角色上坡的研究__独孤星夜_的博客-CSDN博客