3D Computer Game Programming-Note 7

1、智能巡逻兵

  • 游戏设计要求：
    • 创建一个地图和若干巡逻兵(使用动画)；
    • 每个巡逻兵走一个3~5个边的凸多边型，位置数据是相对地址。即每次确定下一个目标位置，用自己当前位置为原点计算；
    • 巡逻兵碰撞到障碍物，则会自动选下一个点为目标；
    • 巡逻兵在设定范围内感知到玩家，会自动追击玩家；
    • 失去玩家目标后，继续巡逻；
    • 计分：玩家每次甩掉一个巡逻兵计一分，与巡逻兵碰撞游戏结束；
  • 程序设计要求：
    • 必须使用订阅与发布模式传消息
    • 使用工厂模式生产巡逻兵

【结构设计】

  使用订阅与发布模式传消息，即有一个事件发布者来发布不同类型的事件消息，有多个订阅者可以关注该发布者，当事件发布者触发事件通知时，订阅者会第一时间接收到消息，进而触发其他相关事件。

  1.    设计程序的 UML 图：

Unity-模型与动画 - 图1

【编程实现】

  注：本博客重点讲述动画状态机和订阅/发布模式，代码细节参见🔗github

  • GameEventManager.cs: 使用事件——代理机制，delegate 关键字定义了关于得分和游戏结果事件的代理类型，同时申明两个静态变量 ScoreChange 和 GameoverChange，当它们分别被调用时，代理事件会被触发，订阅者从代理事件那里得到消息
  1. public class GameEventManager : MonoBehaviour {
  2.     public delegate void ScoreEvent();
  3.     public static event ScoreEvent ScoreChange;
  4.     public delegate void GameoverEvent();
  5.     public static event GameoverEvent GameoverChange;
  7.     public void PlayerEscape() {
  8.         if (ScoreChange != null)
  9.         {
  10.             ScoreChange();
  11.         }
  12.     }
  14.     public void PlayerGameover() {
  15.         if (GameoverChange != null)
  16.         {
  17.             GameoverChange();
  18.         }
  19.     }
  20. }
  • FirstController.cs: FirstController 为订阅者，加赋值表示订阅，减赋值表示取消订阅，这样，在订阅后 FirstController 可以随时关注到游戏事件的动态变化，将信息的传递和控制进一步分离出来
  1. public class FirstController : MonoBehaviour, IUserAction, ISceneController {
  2.     /* ... */
  3.     void OnEnable() {
  4.         GameEventManager.ScoreChange += AddScore;
  5.         GameEventManager.GameoverChange += Gameover;
  6.     }
  8.     void OnDisable() {
  9.         GameEventManager.ScoreChange -= AddScore;
  10.         GameEventManager.GameoverChange -= Gameover;
  11.     }
  13.     void AddScore() {
  14.         recorder.AddScore();
  15.     }
  17.     public void Gameover() {
  18.         game_over = true;
  19.         patrol_factory.StopPatrol();
  20.         action_manager.DestroyAllAction();
  21.     }
  22. }
  • PatrolCollider.cs: 通过实例化事件发布类的一个实例发布消息，所有订阅了该事件的订阅者都会接收到这个消息
  1. public class PatrolCollider : MonoBehaviour {
  2.     /* ... */
  3.     void OnCollisionEnter(Collision obj) {
  4.         if (obj.gameObject.tag == "Player") {
  5.             obj.gameObject.GetComponent<Animator>().SetTrigger("death");
  6.             this.GetComponent<Animator>().SetTrigger("shoot");
  7.             Singleton<GameEventManager>.Instance.PlayerGameover();
  8.         }
  9.     }
  10. }
  • GoPatrolAction.cs: 每个巡逻兵走一个3~5个边的凸多边型，位置数据是相对地址，即每次确定下一个目标位置，用自己当前位置为原点计算；当巡逻兵碰撞到障碍物（墙壁时），自动选择下一个点为目标
  1. public class GoPatrolAction : SSAction {
  2.     private enum Dirction { EAST, NORTH, WEST, SOUTH };
  3.     /* ... */
  5.     void Gopatrol() {
  6.         if (move_sign) {
  7.             switch (dirction) {
  8.                 case Dirction.EAST:
  9.                     pos_x -= move_length;
  10.                     break;
  11.                 case Dirction.NORTH:
  12.                     pos_z += move_length;
  13.                     break;
  14.                 case Dirction.WEST:
  15.                     pos_x += move_length;
  16.                     break;
  17.                 case Dirction.SOUTH:
  18.                     pos_z -= move_length;
  19.                     break;
  20.             }
  21.             move_sign = false;
  22.         }
  23.         this.transform.LookAt(new Vector3(pos_x, 0, pos_z));
  24.         float distance = Vector3.Distance(transform.position, new Vector3(pos_x, 0, pos_z));
  26.         if (distance > 0.9) {
  27.             transform.position = Vector3.MoveTowards(this.transform.position, new Vector3(pos_x, 0, pos_z), move_speed * Time.deltaTime);
  28.         }
  29.         else {
  30.             dirction = dirction + 1;
  31.             if (dirction > Dirction.SOUTH)
  32.             {
  33.                 dirction = Dirction.EAST;
  34.             }
  35.             move_sign = true;
  36.         }
  37.     }
  38. }
  • PatrolZoneCollider: 巡逻兵在设定范围内感知到玩家时，将玩家设置为追击目标和碰撞检测对象，自动追击玩家
  1. public class PatrolZoneCollider : MonoBehaviour
  2. {
  3.     /* ... */
  4.     void OnTriggerEnter(Collider collider)
  5.     {
  6.         if (collider.gameObject.tag == "Player")
  7.         {
  8.             this.gameObject.transform.parent.GetComponent<PatrolData>().follow_player = true;
  9.             this.gameObject.transform.parent.GetComponent<PatrolData>().player = collider.gameObject;
  10.         }
  11.     }
  12. }
  • PatrolFollowAction.cs: 实现巡逻兵追击玩家的动作。当失去玩家目标后，继续巡逻
  1. public class PatrolFollowAction : SSAction {
  2.     private float speed = 2f;
  3.     private GameObject player;
  4.     private PatrolData data;
  6.     public override void Update() {
  7.         /* ... */
  9.         //若不存在玩家目标或玩家目标不在巡逻兵感知范围内
  10.         if (!data.follow_player || data.wall_sign != data.sign)
  11.         {
  12.             this.destroy = true;
  13.             this.callback.SSActionEvent(this, 1, this.gameobject);
  14.         }
  15.     }
  16.     /* ... */
  17. }

  使用素材包 Toony Tiny People，内有多种人物预制动画可选，根据游戏需要选用 idle、run 和 shoot。
  为 Patrol 和 Player 制作动画状态机：

Unity-模型与动画 - 图2
Unity-模型与动画 - 图3
  对于巡逻兵而言，当感知到玩家时条件 run 为真，巡逻兵从闲散的巡逻状态过渡到奔跑状态，感知消失则回到 Idle 状态；当与玩家碰撞时 shoot 事件被触发，巡逻兵向玩家开枪，游戏结束。

Unity-模型与动画 - 图4
Unity-模型与动画 - 图5
  对于玩家而言，当接收到键盘方向键输入时条件 run 为真，玩家从闲散状态过渡到奔跑运动状态，无输入时则回到 Idle 状态；当与巡逻兵碰撞时 death 事件被触发，玩家倒地不能移动，游戏结束。

【游戏效果】

Unity-模型与动画 - 图6
Unity-模型与动画 - 图7
Unity-模型与动画 - 图8

【动态展示】

  🔗视频链接