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  • 实验总结

模型与动画

智能巡逻兵

• 提交要求：
• 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
    • subject：OnLostGoal
    • Publisher: ?
    • Subscriber: ?
  • 工厂模式生产巡逻兵
• 友善提示1：生成 3~5个边的凸多边型
  • 随机生成矩形
  • 在矩形每个边上随机找点，可得到 3 - 4 的凸多边型
  • 5 ?
• 友善提示2：参考以前博客，给出自己新玩法

游戏设计

游戏说明

游戏玩法

玩家可以通过键盘上的方向键或者 wsad 控制人物的移动，游戏场景是人物控制的第一视角，地图中会散落一些巡逻兵，碰到巡逻兵就会死亡，我们的目标是尽可能多的获取水晶

规则说明

游戏由玩家和若干个巡逻兵和水晶构成，每当玩家进入一个新的领域，该部分的巡逻兵就会监测到，然后跟踪玩家，玩家要尽可能地躲避跟踪来的巡逻兵，然后获取水晶，当获取5个水晶后游戏即为胜利；若被巡逻兵逮住就会游戏失败，可以重新开始。

游戏截图和视频

游戏的是第一人称视角，游戏的界面有左上角的时间，分数每躲开一个巡逻兵便加一以及收集到的宝石，每获取一个宝石，便加一；游戏胜利时会有退出游戏的按钮；游戏失败时，会有重新开始的按钮

游戏的运行视频：传送门

博客地址

传送门

游戏运行说明

将 Assets 文件夹下载到本地，然后直接通过unity打开该文件即可成功运行，或者新建个项目，用该 Assets 文件夹覆盖原有的，打开后即可正常运行

游戏 Assets 结构

项目的 Assets 结构如下所示：

• AxeyWorks：该目录存储了本次项目的地图信息，该地图我是参考的学长的项目文件进行了一些修改，成为了本次游戏的地图场景

• Fantasy Skybox FREE：该目录存储了本次实验的天空的颜色，我设置的天空是蓝色的，这也使得游戏界面看起来更加美观

• Resources\Prefab：本目录结构是用于存放项目的预制资源，本游戏设计的资源如下：

  

  • Camera ：是本次实验的相机，用于查看场景信息，本次游戏设计的是第一视角，所以我将相机放到了 Player 上面实现了第一人称视角，并且在 Camera中也需要添加上代码组件实现场景的构建

    

  • Ground：是本次游戏设计的地面，设计的方法是参照了往届制作的作品，包含了围栏和水晶等信息：

    

  • Patrol ：巡逻兵，模型是在网上的资源找到：

    

    在项目中，需要为模型增加 Rigidbody 和 Box Collider 的信息，使其实现碰撞，并且需要挂载代码 Player Control 实现对巡逻兵的控制：

    

  • PatrolAnimator：动作控制器，实现了巡逻兵的动作的设置，以及状态转移

    

    该人物主要有三种状态，普通的移进状态对应了图中的 Idle ，看到玩家后进入到 Run ，接触到玩家后实现攻击 Attack，之间的关系正如上图所示，所有的动作都是拖入了网上的资源

    

    动作控制器实现后应当拖入到巡逻兵的组件中：

    

  • Player：玩家即我们需要控制的模型，该模型来自于网上的资源

    

    在项目中，需要为模型增加 Rigidbody 和 Box Collider 的信息，使其实现碰撞，并且需要挂载代码 Player Control 实现对玩家的控制：

    

    因为是第一视角，所以需要在玩家上挂载一个相机，然后就可以实现：

    

  • PlayerAnimator：动作控制器，实现了玩家的动作的设置，以及状态转移

    

    该人物主要有三种状态，普通的移进状态对应了图中的 idle ，方向键控制玩家后进入到 run ，接触到巡逻兵后死亡 die，之间的关系正如上图所示，所有的动作都是拖入了网上的资源：

    

    动作控制器实现后应当拖入到巡逻兵的组件中：

    

• RPG Monster Duo PBR Polyart：是在网上下载的本次游戏的人物模型，动作等信息都在其中

• Scenes：本次游戏的场景，点击该场景进行运行即可成功开始游戏

  

  在 Main 中挂载了 FirstSceneController 代码

• Script：存储本次游戏的代码文件，实现了订阅与发布模式传消息，工厂模式生产巡逻兵

  

要求实现

本次实验的游戏设计要求，会在代码实现的部分进行详细说明；程序设计要求，在上面的代码结构中已经提现，实现了订阅与发布模式传消息，工厂模式生产巡逻兵

新功能实现：

• 实现了第一人称进行游戏
• 实现了游戏胜利条件，捡拾水晶
• 实现了背景音乐的加入

代码实现

AreaControl

该代码文件实现了对游戏中区域的控制，该游戏的区域被栅栏分成了九宫格的形状，并且标记了在玩家进入每个九宫格的时候位置。

该文件需要挂载到预制 Ground 中的各个区域中：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;// 九宫格区域控制 √
public class AreaControl : MonoBehaviour {public int block = 0;FirstSceneController sc;private void Start () {sc = SSDirector.getInstance ().currentScenceController as FirstSceneController;}// 玩家进入需要进行标记void OnTriggerEnter (Collider c) {if (c.gameObject.tag == "Player") {sc.SetPos (block);GameEventManager.Instance.PlayerEscape ();}}
}

CCActionManager

该代码文件实现了动作的组合，首先有个 Dictionary 结构的 actionlist 存储了动作的序列。该文件总共实现了以下的函数：

• Follow ：巡逻兵跟随玩家
• GoRoute：设计巡逻兵行走的位置
• GetPos ：每一阶段获取巡逻兵该行走的新的位置

以上函数实现了巡逻兵的运动图形、目标跟踪、丢失目标进行巡逻

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Interfaces;
using UnityEngine;// 动作组合 √
public class CCActionManager : SSActionManager, SSActionCallback {// 动作序列Dictionary<int, CCMoveToAction> actionList = new Dictionary<int, CCMoveToAction> ();// 巡逻兵跟随玩家public void Follow (GameObject p, GameObject player) {if (actionList.ContainsKey (p.GetComponent<Patrol> ().block)) actionList[p.GetComponent<Patrol> ().block].destroy = true;CCFollow action = CCFollow.getAction (player, 0.8f);RunAction (p.gameObject, action, this);}// 行走路线public void GoRoute (GameObject p) {CCMoveToAction action = CCMoveToAction.getAction (p.GetComponent<Patrol> ().block, 0.6f, GetPos (p));actionList.Add (p.GetComponent<Patrol> ().block, action);RunAction (p.gameObject, action, this);}// 行走中获取新的行走地点private Vector3 GetPos (GameObject p) {Vector3 pos = p.transform.position;int block = p.GetComponent<Patrol> ().block;// 获取新的移动方向float x1 = -5.0f + (block % 3) * 8.7f; float x2 = -14.1f + (block % 3) * 10.3f;float z1 = 12.3f - (block / 3) * 8.95f; float z2 = 4.9f - (block / 3) * 9.54f;Vector3 vec = new Vector3 (Random.Range (-2f, 2f), 0, Random.Range (-2f, 2f)); Vector3 nextPos = pos + vec;while (!(nextPos.x < x1 && nextPos.x > x2 && nextPos.z < z1 && nextPos.z > z2)) {vec = new Vector3 (Random.Range (-1f, 1f), 0, Random.Range (-1f, 1f));nextPos = pos + vec;}return nextPos;}// 初始化清空public void InitClear () {foreach (CCMoveToAction a in actionList.Values) a.destroy = true;actionList.Clear ();}// 回调函数public void SSActionCallback (SSAction source) {if (actionList.ContainsKey (source.gameObject.GetComponent<Patrol> ().block)) actionList.Remove (source.gameObject.GetComponent<Patrol> ().block);GoRoute (source.gameObject);}
}

CCFollow

该代码文件实现了跟随动作的设置，设计了追到玩家之后进行的动作：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;// 跟随动作 √
public class CCFollow : SSAction {public GameObject v; // 目标public float speed; // 移动速度private CCFollow () {}public override void Start () {}public static CCFollow getAction (GameObject v, float speed) {CCFollow action = ScriptableObject.CreateInstance<CCFollow> ();action.v = v; action.speed = speed;return action;}public override void Update () {this.transform.position = Vector3.MoveTowards (transform.position, v.transform.position, speed * Time.deltaTime);Quaternion rotation = Quaternion.LookRotation (v.transform.position - gameObject.transform.position, Vector3.up);gameObject.transform.rotation = rotation;// 追到了玩家if (gameObject.GetComponent<Patrol> ().status == false || transform.position == v.transform.position) {destroy = true;CallBack.SSActionCallback (this);}}
}

CCMoveToAction

该代码文件是简单动作的实现，讲一个物体移动到指定的位置，并通知任务完成：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;// 简单动作实现，将一个物体移动到指定位置，并通知任务完成 √
public class CCMoveToAction : SSAction {public Vector3 target; // 位置public float speed;public int block; // 对应于地图中的位置private CCMoveToAction () { }// 获取动作public static CCMoveToAction getAction (int b, float v, Vector3 p) {CCMoveToAction action = ScriptableObject.CreateInstance<CCMoveToAction> ();action.target = p;action.speed = v;action.block = b;return action;}public override void Update () {if (this.transform.position == target) {destroy = true;CallBack.SSActionCallback (this);}this.transform.position = Vector3.MoveTowards (transform.position, target, speed * Time.deltaTime);}public override void Start () {// 转变方向Quaternion rotation = Quaternion.LookRotation (target - transform.position, Vector3.up);transform.rotation = rotation;}
}

CrystalControl

该代码文件实现了对水晶的控制，当玩家与水晶碰撞时，水晶会消失，并且收集到的水晶数 +1。

该文件需要挂载到 Ground 预制中的水晶：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;// 水晶控制 √
public class CrystalControl : MonoBehaviour {// 当玩家与水晶相撞void OnCollisionEnter (Collision c) {SSDirector director;if (c.gameObject.tag == "Player") {Destroy (this.gameObject);director = SSDirector.getInstance ();int i = director.currentScenceController.GetCrystal ();i = i + 1;director.currentScenceController.setCrystal (i);}}
}

Factory

该代码文件实现了巡逻兵的制造工厂，该代码文件实现了工厂模式，实现了初始化巡逻兵的状态，位置等信息：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;// 巡逻兵制造工厂 √
public class Factory {public static Factory fa = new Factory ();// 使用过的巡逻兵的位置和对象private Dictionary<int, GameObject> used = new Dictionary<int, GameObject> ();private Factory () { }int[] pos_x = {-5, 0, 7}; int[] pos_z = {7, 3, -6};public Dictionary<int, GameObject> GetPatrol () {for (int i = 0; i < 3; i++){for (int j = 0; j < 3; j++){GameObject patrol = GameObject.Instantiate<GameObject> (Resources.Load<GameObject> ("Prefabs/Patrol"));// 设置属性patrol.AddComponent<Patrol> ();patrol.transform.position = new Vector3 (pos_x[j], 0, pos_z[i]);patrol.GetComponent<Patrol> ().block = i * 3 + j;patrol.SetActive (true);used.Add (i * 3 + j, patrol);}}return used;}// 恢复位置public void InitPatrol () {for (int i = 0; i < 3; i++) for (int j = 0; j < 3; j++) used[i * 3 + j].transform.position = new Vector3 (pos_x[j], 0, pos_z[i]);}
}

FirstSceneController

该代码文件实现了游戏的总控制器，主要实现了以下的函数：

• AddScore：每当甩掉一个巡逻兵的时候，即玩家从一个九宫格进入到另一个九宫格，分数会➕1
• GameOver：游戏结束时场景的销毁，以及人物模型的状态
• SetPos：设置玩家的位置
• MovePlayer：控制玩家的移动

除了以上的函数，还实现了一些变量的初始化，以及一些简单的 Get 函数

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Interfaces;
using UnityEngine;public class FirstSceneController : MonoBehaviour, ISceneController, UserAction {Dictionary<int, GameObject> Patrols = null;CCActionManager actM = null;GameObject player = null;Factory fa;int score = 0; // 分数int initArea = 4; // 玩家初始地点bool gameState = false; // 游戏状态int crystal = 0; // 水晶void Awake () {SSDirector director = SSDirector.getInstance ();director.currentScenceController = this;fa = Factory.fa;if (actM == null) actM = gameObject.AddComponent<CCActionManager> ();if (player == null && Patrols == null) {Instantiate (Resources.Load<GameObject> ("Prefabs/Ground"), new Vector3 (0, 0, 0), Quaternion.identity);player = Instantiate (Resources.Load ("Prefabs/Player"), new Vector3 (0, 0, 0), Quaternion.identity) as GameObject;Patrols = fa.GetPatrol ();}if (player.GetComponent<Rigidbody> ()) player.GetComponent<Rigidbody> ().freezeRotation = true;}void Update () {if (player.transform.localEulerAngles.x != 0 || player.transform.localEulerAngles.z != 0) {player.transform.localEulerAngles = new Vector3 (0, player.transform.localEulerAngles.y, 0);}if (player.transform.position.y <= 0) {player.transform.position = new Vector3 (player.transform.position.x, 0, player.transform.position.z);}}public void setCrystal (int i) { crystal = i; }public int GetCrystal () { return crystal; }public bool GetGameState () { return gameState; }public void LoadResources () {}public int GetScore () { return score; }public void Restart () {player.GetComponent<Animator> ().Play ("idle");foreach (GameObject x in Patrols.Values) x.GetComponent<Animator> ().Play ("Idle");fa.InitPatrol ();gameState = true;score = 0;player.transform.position = new Vector3 (0, 0, 0);Patrols[initArea].GetComponent<Patrol> ().status = true;actM.Follow (Patrols[initArea], player);foreach (GameObject x in Patrols.Values) {if (!x.GetComponent<Patrol> ().status)  actM.GoRoute (x);}}// 设置玩家位置public void SetPos (int x) {if (initArea != x && gameState) {Patrols[initArea].GetComponent<Animator> ().SetBool ("run", false);Patrols[initArea].GetComponent<Patrol> ().status = false;initArea = x;}}// 获取分数void AddScore () {if (gameState) {++ score;Patrols[initArea].GetComponent<Patrol> ().status = true;actM.Follow (Patrols[initArea], player);Patrols[initArea].GetComponent<Animator> ().SetBool ("run", true);}}void Gameover () {actM.InitClear ();Patrols[initArea].GetComponent<Patrol> ().status = false;Patrols[initArea].GetComponent<Animator> ().SetTrigger ("attack");player.GetComponent<Animator> ().SetTrigger ("death");gameState = false;}public void MovePlayer (float moveX, float moveZ) {if (gameState && player != null) {if (moveZ != 0) player.GetComponent<Animator> ().SetBool ("run", true);else player.GetComponent<Animator> ().SetBool ("run", false);player.transform.Translate (0, 0, moveZ * 4f * Time.deltaTime);player.transform.Rotate (0, moveX * 50f * Time.deltaTime, 0);}}void OnEnable () {GameEventManager.Scoreevent += AddScore;GameEventManager.Gameoverevent += Gameover;}void OnDisable () {GameEventManager.Scoreevent -= AddScore;GameEventManager.Gameoverevent -= Gameover;}
}

GameEventManager

该代码文件实现了游戏时间的管理，实现了玩家逃脱的时间，以及游戏结束玩家被捕的事件，以及记分的事件

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;// 游戏事件管理 √
public class GameEventManager {public static GameEventManager Instance = new GameEventManager ();// 计分public delegate void ScoreEvent ();// 游戏结束public delegate void GameoverEvent ();public static event ScoreEvent Scoreevent;public static event GameoverEvent Gameoverevent;private GameEventManager () { }// 玩家逃脱public void PlayerEscape () {if (Scoreevent != null) Scoreevent ();}// 玩家被捕，游戏结束public void PlayerArrest () {if (Gameoverevent != null) Gameoverevent ();}
}

Interface

该代码文件实现了动作时间接口的命名空间，定义了一些游戏的事件的接口：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;// 动作事件接口定义 √
namespace Interfaces {public interface ISceneController {void setCrystal (int c);int GetCrystal ();void LoadResources ();}public interface UserAction {int GetScore ();void Restart ();bool GetGameState ();void MovePlayer (float moveX, float moveZ);}public enum SSActionEventType : int { Started, Completed }public interface SSActionCallback {void SSActionCallback (SSAction s);}
}

Patrol

该代码文件实现了巡逻兵的设计，实现了设置了巡逻兵的位置，以及判断巡逻兵的状态是否为追逐玩家，并且设计了旋转方式：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;// 巡逻兵 √
public class Patrol : MonoBehaviour {public int block; // 巡逻兵位置public bool status = false; // 判断巡逻兵的状态是否为追逐玩家private void Start () {// 冻结if (gameObject.GetComponent<Rigidbody> ()) gameObject.GetComponent<Rigidbody> ().freezeRotation = true;}// 旋转方式void Update () {if (this.gameObject.transform.localEulerAngles.x != 0 || gameObject.transform.localEulerAngles.z != 0)gameObject.transform.localEulerAngles = new Vector3 (0, gameObject.transform.localEulerAngles.y, 0);if (gameObject.transform.position.y != 0)gameObject.transform.position = new Vector3 (gameObject.transform.position.x, 0, gameObject.transform.position.z);}
}

PlayerControl

该代码文件实现了玩家的控制，当玩家与侦查兵相撞时，游戏结束。

该文件需要挂载到巡逻兵的组件上：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;// 玩家控制 √
public class PlayerControl : MonoBehaviour {// 玩家与侦察兵相撞，游戏结束void OnCollisionEnter (Collision other) {if (other.gameObject.tag == "Player") GameEventManager.Instance.PlayerArrest ();}
}

Singleton

该代码文件实现了创建了一个对象的实例化：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;// 创建一个对象的实例 √
public class Singleton<T> : MonoBehaviour where T : MonoBehaviour {protected static T instance;public static T Instance {get {if (instance == null) {instance = (T) FindObjectOfType (typeof (T));if (instance == null) {Debug.LogError ("An instance of " + typeof (T) + " is needed in the scene, but there is none.  ");}}return instance;}}
}

SSAction

该代码文件实现了游戏的动作基类：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Interfaces;
using UnityEngine;// 动作基类 √
public class SSAction : ScriptableObject {public bool enable = true;public bool destroy = false;public GameObject gameObject;public Transform transform;public SSActionCallback CallBack;public virtual void Start () {throw new System.NotImplementedException ();}public virtual void Update () {throw new System.NotImplementedException ();}
}

SSActionManager

该代码文件实现了动作管理器的基类：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Interfaces;
using UnityEngine;// 动作对象管理器的基类 √
public class SSActionManager : MonoBehaviour {private Dictionary<int, SSAction> actions = new Dictionary<int, SSAction> ();private List<SSAction> waitingToAdd = new List<SSAction> ();private List<int> watingToDelete = new List<int> ();protected void Update () {foreach (SSAction ac in waitingToAdd) {actions[ac.GetInstanceID ()] = ac;}waitingToAdd.Clear ();foreach (KeyValuePair<int, SSAction> kv in actions) {SSAction ac = kv.Value;if (ac.destroy) {watingToDelete.Add (ac.GetInstanceID ());} else if (ac.enable) {ac.Update ();}}foreach (int key in watingToDelete) {SSAction ac = actions[key];actions.Remove (key);Destroy (ac);}watingToDelete.Clear ();}public void RunAction (GameObject gameObject, SSAction action, SSActionCallback ICallBack) {action.gameObject = gameObject;action.transform = gameObject.transform;action.CallBack = ICallBack;waitingToAdd.Add (action);action.Start ();}
}

SSDirector

该代码文件实现了游戏的总导演，并且手动设置游戏的帧率信息：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Interfaces;
using UnityEngine;// 总导演 √
public class SSDirector : System.Object {private static SSDirector _instance;public ISceneController currentScenceController { get; set; }public bool running { get; set; }public static SSDirector getInstance () {if (_instance == null) _instance = new SSDirector ();return _instance;}// 手动设置游戏帧率public int getFPS () { return Application.targetFrameRate; }public void setFPS (int fps) { Application.targetFrameRate = fps; }
}

View

该代码文件实现了场景的构建，并且获取玩家移动信息，该场景主要包括了时间，分数，以及收集到的宝石，并且定义了游戏的规则，获取5个宝石游戏即为成功，当游戏胜利时，可以退出游戏，当游戏失败时继续游戏。

该文件需要挂载到相机上实现场景的加载：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Interfaces;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;// 视图
public class View : MonoBehaviour {UserAction userAction;ISceneController iSceneController;Factory fa;bool state = false;bool win = false; // 判断是否获胜float startTime; // 开始时间private GUIStyle font = new GUIStyle(); // 设置文字private GUIStyle digit = new GUIStyle(); // 设置数字void Start () {font.fontSize = 20; font.normal.textColor = Color.blue;digit.fontSize = 20; digit.normal.textColor = Color.red;userAction = SSDirector.getInstance ().currentScenceController as UserAction;iSceneController = SSDirector.getInstance ().currentScenceController as ISceneController;startTime = Time.time;}// 控制玩家移动private void Update () {float moveX = Input.GetAxis ("Horizontal");float moveZ = Input.GetAxis ("Vertical");userAction.MovePlayer (moveX, moveZ);}private void OnGUI () {if (!state) startTime = Time.time;GUI.Label(new Rect(10, 10, 200, 200), "时间: ", font);GUI.Label(new Rect(72, 10, 200, 200), "" + ((int) (Time.time - startTime)).ToString (), digit);GUI.Label(new Rect(10, 40, 200, 200), "分数: ", font);GUI.Label(new Rect(75, 40, 200, 200), "" + userAction.GetScore().ToString (), digit); GUI.Label(new Rect(10, 70, 200, 200), "已采集到的宝石: ", font);GUI.Label(new Rect(75, 70, 200, 200), "                " + iSceneController.GetCrystal().ToString (), digit);if (state){if (!userAction.GetGameState ()) state = false;// 取到5个宝石即为成功if (iSceneController.GetCrystal () >= 5){win = true;state = false;}} else{if (win){GUIStyle fontStyle = new GUIStyle ();fontStyle.alignment = TextAnchor.MiddleCenter;fontStyle.fontSize = 25;fontStyle.normal.textColor = Color.white;GUI.Label (new Rect (Screen.width / 2 - 25, Screen.height / 2 - 80, 100, 50), "获胜!", fontStyle);fa = Factory.fa;fa.InitPatrol ();if (GUI.Button (new Rect (Screen.width / 2 - 30, Screen.height / 2 - 30, 100, 50), "退出")){UnityEditor.EditorApplication.isPlaying = false;}} else if (GUI.Button (new Rect (Screen.width / 2 - 30, Screen.height / 2 - 30, 100, 50), "重新开始")) {state = true;iSceneController.LoadResources ();startTime = Time.time;userAction.Restart ();}}}
}

实验总结

本次实验的工作量较大，需要设计的东西很多，学会了动画的设置，以及订阅与发布模式来传递信息，并且能够将多种设计模式融合在一起实现，收获很多。