Unity3D制作巡逻兵小游戏

一、主体代码架构说明

类	作用
GameController	场记，加载资源，管理得分和游戏状态
PatrolFactory	巡逻兵工厂
PatrolEventManager	事件发布者（抓捕成功和逃跑成功的事件）
PlayerController	玩家控制器，负责玩家的移动、碰撞检测、动画调用
PatrolController	巡逻兵控制器，负责检测巡逻兵的状态，动画调用
PatrolBody	检测巡逻兵的近距离碰撞，并告知PatrolController
PatrolAction	巡逻兵动作
PatrolActionManager	巡逻兵动作管理器
UserGUI	接收用户输入，传递给场记；显示得分

其中GameController.cs和UserGui.cs挂载在Main Camera上。

其余代码为基类或接口，和门面模式、动作管理器模式等有关，在此不作介绍。

二、发布与订阅模式

本周使用了发布与订阅模式。

C#中的实现：delegate委托类型和event事件机制

在C#中，可以通过delegate委托类型和event事件机制来实现。

就我个人的粗浅理解来看，事件相当于一个列表，它可以存放多个有类似的签名、定义在不同类内的方法。定义某个委托类型，并用它创建事件，就是给这个列表指定方法的签名类型。这些方法内部可以有不同的实现/事件处理。

比如说，有一个要求，篮子里的苹果必须是绿色的。苹果是方法，“绿色”是方法的签名，这个要求是一个委托。由这个要求指定的篮子，就是由这个委托定义的事件。深绿色、浅绿色、黄绿色等等，就是加到这个事件上的不同的事件处理程序了。它们有类似的签名（“绿色”），但是有不同的方法体（颜色的深浅等）。

那么，在C#里，delegate相当于以上设计模式类图里的接口AttackHandle，event相当于Subject下的List< AttackHandle >。包含这个event的类就是Publisher，往这个event上添加自己的事件处理程序的类，就是Subscriber.

意义

那么这种模式有什么意义呢？我觉得有以下几点好处：

在有多个类需要处理某个事件时，可以只用一个事件就通知到它们，让它们各自作出反应，而不必在这些类里分别检测事件并处理。这样可以将事件源与事件处理者解耦。
允许有不同的处理方法。

在本次游戏中的具体应用

PatrolEventManager.cs 发布者

public class PatrolEventManager : MonoBehaviour {
    public static PatrolEventManager instance;
    public delegate void HuntAction();              //巡逻兵抓获成功
    public static event HuntAction OnHuntAction;
    public delegate void FleeAction();              //玩家逃跑成功
    public static event FleeAction OnFleeAction;

    // Use this for initialization
    void Start () {

    }

    // Update is called once per frame
    void Update () {

    }

    public void flee()
    {
        if (OnFleeAction != null)
        {
            OnFleeAction();
        }
    }

    public void hunt()
    {
        if (OnHuntAction != null)
        {
            OnHuntAction();
        }
    }

    public static void Hunt()
    {
        instance.hunt();
    }

    public static void Flee()
    {
        instance.flee();
    }
}

GameController.cs 订阅者

//注册事件处理程序
public void OnEnable()
{
  PatrolEventManager.OnHuntAction += hunt;
  PatrolEventManager.OnFleeAction += flee;
}

//注销事件处理程序
public void OnDisable()
{
  PatrolEventManager.OnHuntAction -= hunt;
  PatrolEventManager.OnFleeAction -= flee;
}

//玩家成功逃脱后的处理：加分
void flee()
{
  score += 5;
}

//玩家被抓到后的处理：结束游戏
void hunt()
{
  gameState = "Game over!";
  recycleAll();
}

三、游戏主要行为分析

窃以为，本次游戏的难点在于角色的行为，以及相关碰撞体/触发器的使用。

1. 巡逻兵的行为

在遇到障碍物（包括别的角色）时不弹开，也不穿过。

在遇到墙时转向，继续巡逻。

在玩家进入其追捕范围时，追捕玩家。

与其他物体/角色相遇的处理

巡逻兵需要两个Collider，一个是Sphere Collider，挂在巡逻兵模型上，范围较大，用于感应玩家。感应到后，若玩家在当前区域，则开始追击。

相关的检测代码写在PatrolController.cs里：

private void OnTriggerEnter(Collider other)
{
  //玩家在当前区域，则追击
  if (isInZone(other.transform) && other.tag.Equals("Player"))
  {
    player = other.transform;
    gameObject.GetComponent<Animator>().SetBool("ToAttack", true);
  }
}

private void OnTriggerExit(Collider other)
{
  //玩家在当前区域但已离开追捕范围，则追捕失败，玩家得分
  if (isInZone(other.transform) && other.tag.Equals("Player"))
  {
    player = null;
    gameObject.GetComponent<Animator>().SetBool("ToAttack", false);
    PatrolEventManager.Flee();
  }
}

void Update () {
  //...
  if(isHunting && !isInZone(player))  //检测追击过程中玩家离开当前区域的情况
  {
    player = null;
    gameObject.GetComponent<Animator>().SetBool("ToAttack", false);
    PatrolEventManager.Flee();
  }
}

另一个是Box Collider，挂在巡逻兵模型下的空的子物体上，范围较小，用于检测巡逻兵将要撞上其他物体的情况。相关的检测代码写在PatrolBody.cs里：

//检测近距离遇上其他物体的情况
private void OnTriggerEnter(Collider other)
{
  if (other.tag.Equals("wall"))
  {
    patrolController.borderIsFront = true;
  }
  else if (other.tag.Equals("Player"))
  {
    gameObject.transform.parent.GetComponent<PatrolController>().playerIsFront = true;
  }
}

//离开其他物体
private void OnTriggerExit(Collider other)
{
  if (other.tag.Equals("wall"))
  {
    gameObject.transform.parent.GetComponent<PatrolController>().borderIsFront = false;
  }
  else if (other.tag.Equals("Player"))
  {
    gameObject.transform.parent.GetComponent<PatrolController>().playerIsFront = false;
  }
}

相关动作：行走，转向

这部分代码主要由PatrolAction.cs实现，PatrolController.cs提供相关的检测和标志。

//PatrolAction.cs

//每次遇上区域边界后的旋转角度
public int rotateAngle;

//检测巡逻兵状态，为PatrolAction提供改变的依据
private PatrolController patrolController;

//..........

public override void Update () {
  if (destroy)
  {
    return;
  }
  if (patrolController.borderIsFront) //遇上边界则转向
  {
    gameobject.transform.Rotate(gameobject.transform.up, rotateAngle);
    patrolController.borderIsFront = true;
  }
  else if (patrolController.playerIsFront)    //遇上玩家，不移动，举枪攻击玩家
  {
    return;
  }
  else if (patrolController.isHunting)    //正在追击，则目标是玩家，要向着玩家移动
  {
    gameobject.transform.LookAt(patrolController.player);
    gameobject.transform.position = Vector3.MoveTowards(gameobject.transform.position, patrolController.player.position, 1.0f * Time.deltaTime);
  }
  else
  {   //以上情况都不是，进行普通的巡逻
    gameobject.transform.Translate(Vector3.forward * 1.0f * Time.deltaTime);
  }
}

其实可以把PatrolAction定义为几个更简单的动作，在动作结束时调用动作管理器的回调接口来告诉动作管理器，下一个动作应该怎么定义。但是为了方便，就将不同的具体动作写在同一个Action里来处理了。

不能离开所在的区域。（避免巡逻兵从墙的缺口进入其他领域）

只能在玩家进入所在的区域时追捕，不能隔着墙追捕玩家。

因为构建的地图坐标很有规律，所以使用坐标上下限来规定巡逻兵的巡逻区域。

PatrolController.cs

//巡逻区域的坐标范围
private float xmin, xmax, zmin, zmax;

void Start () {
  patrol = gameObject.transform;
  xmin = (int)(patrol.position.x / 5) * 5 + 0.2f;
  xmax = (int)(patrol.position.x / 5 + 1) * 5 - 0.2f;
  zmin = (int)(patrol.position.z / 5) * 5 + 0.2f;
  zmax = (int)(patrol.position.z / 5 + 1) * 5 - 0.2f;
}

当感应到玩家时，用以下方法来检测玩家是否位于当前区域。这个方法也用在Update()里以检测巡逻兵是否要走出当前区域。

//用于检查某些角色是否在当前巡逻区域
private bool isInZone(Transform role)
{
  return zmin <= role.position.z && role.position.z <= zmax && xmin <= role.position.x && role.position.x <= xmax;
}

void Update () {
  if(!isInZone(patrol))   //若巡逻兵走出了范围，则标记borderIsFront为true，将会通知PatrolAction来调整方向
  {
    //...........
  }
  if(isHunting && !isInZone(player))  //检测追击过程中玩家离开当前区域的情况
  {
    //...........
  }
}

追上玩家时，杀死玩家。

在追捕过程中，会调用Shoot动画。

gameObject.GetComponent<Animator>().SetBool("ToAttack", true);

2. 玩家行为

这部分的相关代码写在PlayerController.cs里。

由用户用方向键控制，按哪个方向键就沿哪个方向行走。

UserGUI.cs检测用户输入，调用GameController的movePlayer()，GameController的movePlayer()又调用PlayerController的movePlayer().

//移动玩家
public void movePlayer(float hor, float ver)
{
  if (isDead) return;
  if (ver != 0)
  {
    //如果玩家不是在奔跑，则调用奔跑的动画
    if (!playerAnimator.GetBool("IsRunning")) playerAnimator.SetBool("IsRunning", true);
    if (ver > 0)
    {
      player.forward = Vector3.forward;
      if (IsObstacleFront()) return; //如果玩家遇上了障碍，则不移动
      player.Translate(new Vector3(0, 0, ver));
    }
    else
    {
      player.forward = Vector3.back;
      if (IsObstacleFront()) return;
      player.Translate(new Vector3(0, 0, -ver));
    }
  }
  else if (hor != 0)
  {
    if (!playerAnimator.GetBool("IsRunning")) playerAnimator.SetBool("IsRunning", true);
    if (hor > 0)
    {
      player.forward = Vector3.right;
      if (IsObstacleFront()) return;
      player.Translate(new Vector3(0, 0, hor));
    }
    else
    {
      player.forward = Vector3.left;
      if (IsObstacleFront()) return;
      player.Translate(new Vector3(0, 0, -hor));
    }
  }
  else playerAnimator.SetBool("IsRunning", false);    //没有移动，则不奔跑
}

在遇到障碍物（包括别的角色）时不弹开，也不穿过。

在遇到墙时，只要用户不改变所按的方向键，就会一直在墙前。

玩家模型加了一个Box Collider，勾选了IsTrigger.

（PS：如果Box Collider的位置或大小不够好，玩家遇到墙时，因为待机动画本身的特性，头会撞进墙……）

在OnTriggerEnter()和OnTriggerExit()中会检测障碍物。

在movePlayer()中，会在确定玩家方向后检测障碍物是否在前方，是的话则不移动玩家。

//遇到的其他物体/角色
private Transform obstacle = null;
//以什么方向遇上障碍物
private Vector3 obstacleDirection = Vector3.zero;

//是否正对着障碍物
private bool IsObstacleFront()
{
  return obstacleDirection == player.forward;
}

//检测是否遇上障碍
private void OnTriggerEnter(Collider other)
{
  if (other.tag.Equals("wall"))
  {
    obstacleDirection = player.forward;
  }
  else if (other.tag.Equals("PatrolBody"))    //遇上巡逻兵，死亡
  {
    isDead = true;
    playerAnimator.SetBool("IsDead", true);
  }
}

//离开障碍
private void OnTriggerExit(Collider other)
{
  obstacleDirection = Vector3.zero;
}

//movePlayer()中
if (IsObstacleFront()) return; //如果玩家遇上了障碍，则不移动

被巡逻兵追上则死亡。

设置Animator的布尔类型的变量IsDead为true，播放Dead动画。

private void OnTriggerEnter(Collider other)
{
  if (other.tag.Equals("wall"))
  {
    obstacleDirection = player.forward;
  }
  else if (other.tag.Equals("PatrolBody"))    //遇上巡逻兵，死亡
  {
    isDead = true;
    playerAnimator.SetBool("IsDead", true);
  }
}

3. 其他道具

墙砖加上了运动学刚体，以及勾选了IsTrigger的Box Collider。

墙砖模型：Asset Store, Destructible Wall Generator

巡逻兵模型：Asset Store, Toony Tiny WW1 Soldiers D.

玩家模型：Asset Store, SD Martial Arts Girl Xia-Chan