Как сделать камеру за персонажем в Unity 2D: скрипт и Cinemachine

Камера — первое, что замечает игрок. Если она отстаёт, дёргается или показывает пустоту за краем уровня, игра сразу выглядит недоделанной. Чтобы не гадать, почему так бывает, мы собрали уровень в Unity 6.6 (6000.6) и измерили, как ведут себя разные варианты камеры на 30, 60 и 144 кадрах в секунду. Цифры ниже взяты из этого теста, а весь код компилируется в этой версии без предупреждений.

Тест пригодился сразу. Первая версия нашего скрипта ограничивала центр камеры жёсткими числами, и в широком окне Game кадр вышел за левый край уровня на 1,13 единицы. На мониторе другой ширины граница сдвинулась бы иначе. В итоговом скрипте этой ошибки нет: он сам считает ширину кадра.

Как работает камера, которая следует за персонажем

Камера в Unity — обычный объект сцены, поэтому «следовать» значит каждый кадр менять её transform.position. Самый простой вариант — одна строка в LateUpdate():

transform.position = target.position + offset;

Здесь offset — сдвиг относительно героя. По оси Z он должен быть −10: камера стоит перед спрайтами, а при Z = 0 она окажется в их плоскости, и экран станет пустым. Такая камера жёстко прилипает к герою и повторяет каждое его движение. Обычно хочется мягче, поэтому дальше добавим плавность.

Шаг 1. Скрипт плавной камеры

Создайте скрипт CameraFollow2D, повесьте его на Main Camera и перетащите героя в поле Target. Плавность даёт Vector3.SmoothDamp: он мягко разгоняет и тормозит камеру, а параметр smoothTime — это примерное время в секундах, за которое камера догоняет героя.

using UnityEngine;

[RequireComponent(typeof(Camera))]
public class CameraFollow2D : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Transform target;
    [SerializeField] private Vector3 offset = new Vector3(0f, 1f, -10f);
    [SerializeField] private float smoothTime = 0.2f;

    [Header("Края уровня")]
    [SerializeField] private bool useBounds = true;
    [SerializeField] private Vector2 levelMin = new Vector2(-12f, -6f);
    [SerializeField] private Vector2 levelMax = new Vector2(32f, 9f);

    private Camera cam;
    private Vector3 velocity;

    private void Awake()
    {
        cam = GetComponent<Camera>();
    }

    // LateUpdate: к этому моменту персонаж уже сдвинулся в этом кадре
    private void LateUpdate()
    {
        if (target == null) return;

        Vector3 desired = target.position + offset;
        Vector3 pos = Vector3.SmoothDamp(transform.position, desired, ref velocity, smoothTime);

        if (useBounds)
        {
            // Половина видимой области: высоту задаёт Size, ширина зависит от экрана
            float halfHeight = cam.orthographicSize;
            float halfWidth = halfHeight * cam.aspect;
            pos.x = Mathf.Clamp(pos.x, levelMin.x + halfWidth, levelMax.x - halfWidth);
            pos.y = Mathf.Clamp(pos.y, levelMin.y + halfHeight, levelMax.y - halfHeight);
        }

        transform.position = pos;
    }

    // Жёлтая рамка в окне Scene: края уровня, за которые камера не заглянет
    private void OnDrawGizmosSelected()
    {
        if (!useBounds) return;

        Gizmos.color = Color.yellow;
        Gizmos.DrawWireCube((levelMin + levelMax) / 2f, levelMax - levelMin);
    }
}

Почему LateUpdate(), а не Update(): Unity вызывает его после всех Update() в кадре. К этому моменту герой уже сдвинулся, и камера едет к его новой позиции, а не к позиции прошлого кадра. Так советует и документация Unity для камер, следующих за объектом.

Lerp или SmoothDamp

Во многих уроках камеру сглаживают так: Vector3.Lerp(transform.position, target, 5f * Time.deltaTime). Это работает, но результат сильнее зависит от FPS. Мы гоняли героя со скоростью 6 м/с и мерили, насколько камера отстаёт от него при разной частоте кадров:

Отставание указано в единицах Unity. С Lerp камера на слабом компьютере держится к герою заметно ближе, чем на быстром, и ощущение от управления меняется. SmoothDamp стабильнее, а его настройку легче понять: это время в секундах.

Шаг 2. Почему камера дёргается и как это исправить

Главная причина дрожания — не скрипт камеры, а герой. Rigidbody2D двигается в физическом шаге, 50 раз в секунду, а кадров на экране больше. Без интерполяции в одних кадрах герой стоит на месте, в других прыгает сразу на целый шаг физики. Мы проверили это на 144 FPS, герой двигался со скоростью 6 м/с:

Без интерполяции дёргается что-то одно: либо весь мир (камера едет рывками), либо сам герой (камера едет плавно, а он прыгает по экрану на 6 пикселей при Full HD). Лекарство одно — галочка в инспекторе героя:

Шаг 3. Границы уровня, чтобы камера не показывала пустоту

Без ограничений камера у края уровня покажет то, что за стеной: пустой фон или недостроенные куски сцены. Поэтому в скрипте есть поля Level Min и Level Max — левый нижний и правый верхний угол уровня. Центр камеры нельзя подпускать к краю вплотную: от края нужно отступить на половину кадра.

• Половина высоты кадра — это Size ортографической камеры (cam.orthographicSize).
• Половина ширины — Size, умноженный на соотношение сторон экрана (cam.aspect). Поэтому ширину нельзя вписать числом заранее: на экранах 16:9 и 21:9 она разная.

С этой поправкой в нашем тесте левый край кадра остановился ровно на краю уровня, на отметке −12,00, при любой ширине окна Game.

Шаг 4. Камера через Cinemachine 3

Cinemachine — официальный пакет Unity для управления камерой без кода. Всё, что мы написали выше, в нём уже есть, и даже больше: мёртвая зона, взгляд вперёд, плавные переходы между камерами. Мы проверяли на версии 3.1.7.

1. Откройте Window → Package Management → Package Manager, во вкладке Unity Registry найдите Cinemachine и нажмите Install.
2. Создайте камеру через GameObject → Cinemachine → Targeted Cameras → 2D Camera. Unity сам добавит на Main Camera компонент Cinemachine Brain: теперь главная камера слушается Cinemachine. Скрипт CameraFollow2D с неё уберите.
3. Перетащите героя в поле Tracking Target. В нашем тесте меню его не заполнило, даже когда герой был выделен.
4. В поле Lens задайте размер кадра — аналог Size у обычной камеры.

За следование отвечает компонент Cinemachine Position Composer. Три настройки, которые стоит знать:

• Damping — задержка по X и Y, аналог smoothTime. Мы поставили 1 по горизонтали и 0,5 по вертикали: камера мягко догоняет на бегу и быстрее реагирует на прыжки.
• Dead Zone — область в центре экрана, внутри которой герой ходит, а камера стоит. Убирает мелкое покачивание, когда игрок топчется на месте.
• Target Offset — сдвиг точки, за которой следит камера. С Y = 1 над героем видно больше неба и платформ.

Границы уровня в Cinemachine задаёт расширение Confiner 2D. Создайте пустой объект CameraBounds, добавьте ему Polygon Collider 2D с галочкой Is Trigger и растяните фигуру по краям уровня. Затем у Cinemachine Camera в списке Add Extension выберите Cinemachine Confiner 2D и перетащите CameraBounds в поле Bounding Shape 2D.

Галочка Is Trigger нужна, чтобы рамка камеры не стала стеной для героя: о том, чем триггер отличается от обычного коллайдера, мы подробно писали в статье про физику, коллайдеры и триггеры. В тесте Confiner 2D остановил левый край кадра на −12,00, ровно как наш скрипт.

Скрипт или Cinemachine: что выбрать

Наш совет: один раз напишите камеру скриптом, чтобы понять принцип, а в настоящих проектах берите Cinemachine. Когда камера и герой готовы, следующий шаг — переход между уровнями.

Вывод

Плавная камера в 2D — это SmoothDamp в LateUpdate(), края уровня с поправкой на размер кадра и Interpolate у Rigidbody2D героя. Последняя галочка решает большинство жалоб «камера дёргается». В Cinemachine то же самое собирается из Position Composer и Confiner 2D без единой строки кода.

Если вы только начинаете, загляните в основы C# для Unity: там разобраны SerializeField и GetComponent из этого скрипта. Собрать из этих механик целую игру с проверкой заданий можно на бесплатном курсе Unity Старт и дальше по полной программе.

Частые вопросы