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第 12 屆 iThome 鐵人賽

DAY 4
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自我挑戰組

深入淺出做中學Unity系列 第 9

Unity3D - 遊戲角色感知三兩事

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在很多第一人稱或第三人稱射擊遊戲的單人模式中,玩家的樂趣往往來自於和各式各样的AI敵人戰鬥,而戰鬥的爆發很多時候是因為這些AI在“看見”玩家後就會立即做出反應,比如攻擊、呼叫同伴、躲藏或者逃跑等。

所以這些AI到底是如何偵測,或者說”看到“玩家位置的?

玩家站在敵人的角度来探測目標,它通過向正前方一定扇形區域發射一堆射線來探測目標的位置,如下圖:
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20200911/20130055cjA0DbRFA6.png

這種方法雖然實作起來比較簡單,但它主要有兩個問題:

1.同一時間内發射大量的射線,對遊戲本身的優化來說很不好,容易造成Lag。
2.如果要探測的物體比較小,甚至比兩條射線之間的間隔還要小,那麼射線是無法探測到這個物體的。

於是乎有了另外一種解決這個問題的想法

可以基於探測者自身創造一個球體來探測周圍的物體。

因此我們可以用Unity自帶的Sphere感測器或者Physics裡的OverLaps來構建一個探測區域,如下圖:
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20200911/2013005513XbHgm3uK.png

而我用的法是Overlaps,程式碼如下:

using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Player : MonoBehaviour {
    public float moveSpeed;    //移動速度
    public float EyeViewDistance; //視野距離
    public float viewAngle = 120f; //視野角度

    private Rigidbody rb;
    private Collider[] SpottedEnemies; //附近的敵人
    // Use this for initialization
    void Start () {
        rb = GetComponent<Rigidbody>();
    }


    private void FixedUpdate()
    {
        DetectEnemy();
    }

    // Update is called once per frame
    void Update ()
    {
        //AutoMove();
        MoveAndTurn();
        Debug.DrawLine(transform.position, transform.forward * 100, Color.red); //红色射線面對方向
    }


    void AutoMove()  //向面對的方向自動移動
    {
        transform.position += transform.forward * moveSpeed * Time.deltaTime;
    }

    void MoveAndTurn()  //玩家移動
    {
        Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
        RaycastHit hitInfo = new RaycastHit();
        //shoot a ray from cam to mouse position which is only detected by gameobject with "Plane" layer.
        Physics.Raycast(ray, out hitInfo, 100, LayerMask.GetMask("Plane"));
        if (hitInfo.collider != null)
        {
            transform.LookAt(new Vector3(hitInfo.point.x, transform.position.y, hitInfo.point.z));
        }
        rb.velocity = new Vector3(Input.GetAxisRaw("Horizontal"), 0, Input.GetAxisRaw("Vertical")).normalized * moveSpeed;
    }

    void DetectEnemy()  //探測敵人
    {
        //OverlapSphere内的敵人
        SpottedEnemies = Physics.OverlapSphere(transform.position, EyeViewDistance, LayerMask.GetMask("Enemy"));
        for(int i = 0;i < SpottedEnemies.Length;i++) //檢測每一個敵人是否在視野區中
        {
            Vector3 EnemyPosition = SpottedEnemies[i].transform.position; //敵人的位置

            //Debug.Log(transform.forward + " 面對的方向");
            //Debug.Log("夾角為:" + Vector3.Angle(transform.forward, EnemyPosition - transform.position));

            Debug.DrawRay(transform.position, EnemyPosition - transform.position, Color.yellow); //玩家位置到敵人位置的向量
            if (Vector3.Angle(transform.forward, EnemyPosition - transform.position) <= viewAngle/2)  //敵人是否在視野内
            {
                //如果在視野内
                RaycastHit info = new RaycastHit();
                int layermask = LayerMask.GetMask("Enemy", "Obstacles"); //指定射線碰撞的對象
                Physics.Raycast(transform.position, EnemyPosition - transform.position, out info,EyeViewDistance,layermask); //向敵人發射射線
                Debug.Log(info.collider.gameObject.name);
                if(info.collider == SpottedEnemies[i]) //如果途中無其他障礙物,那麼射線就會碰撞敵人
                {
                    DiscoveredEnemy(SpottedEnemies[i]);
                }
            }
        }
    }

    void DiscoveredEnemy(Collider Enemy) //發現敵人
    {
        //Do something
        Debug.Log("發現敵人:" + Enemy.gameObject.name);
        Enemy.GetComponent<Enemy>().BeDiscovered();
    }
}

SpottedEnemies是一个Collider組件,我用它來保存這一禎當中處於OverlapSphere形成的球體區域的所有敵人對象,(LayerMask可以讓Overlaps的球體只和指定layer的對象交換)。然後計算玩家面對的方向和探測到的目標方向的夾角Vector3.Angle(transform.forward, EnemyPosition - transform.position)
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20200911/201300556zUsbUwPJx.png

forward向量代表玩家面朝的方向,v1代表探测到的物体相對於玩家位置的方向,紅色扇形區域代表玩家的視野範圍,那麼計算這兩個向量的夾角,然後判斷下這個夾角是否小於扇形區夾角的一半(即探測目標是否在玩家視野内)就行了。如果夾角小於視野夾角的一半,那麼我們再向目標位置發射一根射線,然後看下射線碰撞到的物體是否是目標對象就行,因為如果玩家和目標之間有障礙物的話,那麼射線是會被障礙物檔下來的(也就是說玩家的"視野"被障礙物"擋住"了)。


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