0.NPC状态切换
NPC在游戏中的行为通常用状态机（state machine）实现，可以一定程度上和控制动画间关系的Animator联系起来。
1.NPC追逐
简单的无脑靠近实现很简单，利用Unity的状态机定义behavior脚本，然后将其与Animator中的相应动画状态绑定即可：
using UnityEngine;
public class ChaseBehavior : StateMachineBehaviour {
public Transform playerPosition;
public float chasingSpeed = 2f;
// OnStateEnter is called when a transition starts and the state machine starts to evaluate this state
override public void OnStateEnter(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex) {
playerPosition = GameObject.FindGameObjectWithTag("Player").transform;
}
// OnStateUpdate is called on each Update frame between OnStateEnter and OnStateExit callbacks
override public void OnStateUpdate(Animator animator, AnimatorStateInfo stateInfo, int layerIndex) {
animator.transform.position = Vector2.MoveTowards(animator.transform.position, playerPosition.position, chasingSpeed * Time.deltaTime);
}
}
但是这样体验并不好，NPC不是穿过障碍物就是被障碍物卡住，我们需要NPC可以合理的绕过障碍接近玩家。
2.避障算法
关于寻路算法详见下一篇，这里将直接调用Astar脚本。
3.NPC寻路
首先需要一个单独的脚本来规划每次的寻路请求，我们叫它PathManager，和Astar脚本共同附在一个场景物件上。
首先定义一个结构体PathRequest封装每个寻路请求，它储存起始坐标、目标坐标和 callback 函数，再用一个队列来处理可能出现的一系列寻路请求。静态函数requestPath让我们可以从外部之前发送寻路请求，它首先新建一个请求，将其加入队列，然后调用tryProcessNext尝试处理，如果同时满足：1.当前未在处理（用一个 bool 变量isProcessing记录）2.队列中至少存在一个请求，则弹出队列中的第一个请求，并调用Astar中的寻路方法开始寻路，最后不要忘了将isProcessing置为true以防止重复处理。
下面是具体代码：
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System;
public class PathManager : MonoBehaviour {
Queue<PathRequest> pathRequests = new Queue<PathRequest>();
PathRequest currentPathRequest;
Astar astar_pathFinding;
bool isProcessing;
static PathManager instance;
void Awake() {
instance = this;
astar_pathFinding = GetComponent<Astar>();
}
public static void requestPath(Vector3 pathStart, Vector3 pathEnd, Action<Vector3[], bool> callback) {
PathRequest newRequest = new PathRequest(pathStart, pathEnd, callback);
instance.pathRequests.Enqueue(newRequest);
instance.tryProcessNext();
}
void tryProcessNext() {
if(isProcessing == false && pathRequests.Count > 0) {
currentPathRequest = pathRequests.Dequeue();
isProcessing = true;
astar_pathFinding.findPathStart(currentPathRequest.pathStart, currentPathRequest.pathEnd);
}
}
public void finishedProcessing(Vector3[] path, bool isSuccess) {
currentPathRequest.callback(path, isSuccess);
isProcessing = false;
tryProcessNext();
}
struct PathRequest {
public Vector3 pathStart;
public Vector3 pathEnd;
public Action<Vector3[], bool> callback;
public PathRequest(Vector3 _pathStart, Vector3 _pathEnd, Action<Vector3[], bool> _callback) {
pathStart = _pathStart;
pathEnd = _pathEnd;
callback = _callback;
}
}
}
同时，Astar中的findPath方法需要改为一个 coroutine，这样可以不让搜索带来的性能损耗导致帧数下降。找到路径后，再向PathManager反应结果，调用其中的finishedProcessing函数，它会调用当前寻路请求中的 callback 函数（它在Unit脚本中调用requestPath时会被指定，后面会提到），然后尝试处理下一个请求。
给每个需要寻路的单位分配任务
这个任务由Unit脚本完成，我们需要将其附在每个需要追逐玩家的NPC上。
在Start中初始化StartCoroutine(updatePath())后，单位的寻路逻辑就会开始执行，经过计算一系列初始变量如警戒范围、最小寻路阈值等后进入死循环，为了让其每隔一定时间开启寻路请求，updatePath函数被定义为 Coroutine，这样就不会在死循环中卡死，如果与目标距离在阈值范围内，则调用requestPath请求寻路，其中的 callback 函数为onPathFound，用以在路径找到后调用移动函数followPath，它同样也是 Coroutine，由于可能不停的在更新寻路请求重新寻路，因此在StartCoroutine(followPath())前先要StopCoroutine(followPath())以避免出错。
using System.Collections;
using UnityEngine;
public class Unit : MonoBehaviour {
public Transform targetTransform;
public float followSpeed = 1f;
public bool showPath = true;
public float alertRange = 8f;
int targetIndex;
Vector3[] path;
Vector3 currentWayPoint;// debug
const float minPathUpdateTime = 1f;
const float moveThreshold = 0.5f;
Animator animator;
private void Awake() {
targetTransform = GameObject.FindGameObjectWithTag("Player").transform;
}
void Start() {
//PathManager.requestPath(transform.position, targetTransform.position, onPathFound);
StartCoroutine(updatePath());
animator = GetComponent<Animator>();
}
IEnumerator updatePath() {
if (Time.timeSinceLevelLoad < .3f) {
yield return new WaitForSeconds(.3f); // 防止刚刚启动场景时初始几帧的卡顿
}
float currentDis = (transform.position - targetTransform.position).sqrMagnitude; // check range
if (currentDis < alertRange * alertRange) // 注意这里比较的是距离的平方
PathManager.requestPath(transform.position, targetTransform.position, onPathFound);
float sqrMoveThreshold = moveThreshold * moveThreshold;
Vector3 targetPosOld = targetTransform.position;
while (true) {
yield return new WaitForSeconds(minPathUpdateTime);
currentDis = (transform.position - targetTransform.position).sqrMagnitude; // check range
if ((targetTransform.position - targetPosOld).sqrMagnitude > sqrMoveThreshold && currentDis < alertRange * alertRange) {
PathManager.requestPath(transform.position, targetTransform.position, onPathFound);
targetPosOld = targetTransform.position;
}
}
}
public void onPathFound(Vector3[] newPath, bool isSuccess) {
if (isSuccess) {
path = newPath;
StopCoroutine(followPath());
StartCoroutine(followPath());
}
}
IEnumerator followPath() {
if (path.Length > 0) {
currentWayPoint = path[0];
targetIndex = 0; // !!!
while (true) {
if (transform.position == currentWayPoint) {
targetIndex++;
if (targetIndex >= path.Length) {
//PathManager.requestPath(transform.position, targetTransform.position, onPathFound);
yield break;
}
currentWayPoint = path[targetIndex];
}
// 判断左移还是右移
if(currentWayPoint.x > transform.position.x) {
animator.SetBool("isRight", true);
}
else {
animator.SetBool("isRight", false);
}
transform.position = Vector3.MoveTowards(transform.position, currentWayPoint, followSpeed * Time.deltaTime);
yield return null;
}
}
}
public void OnDrawGizmos() {
if(path != null && showPath) {
for(int i = targetIndex; i < path.Length; i++) {
Gizmos.color = Color.yellow;
Gizmos.DrawCube(path[i], Vector3.one / 2);
if (i == targetIndex)
Gizmos.DrawLine(transform.position, path[i]);
else
Gizmos.DrawLine(path[i - 1], path[i]);
// debug
Gizmos.color = Color.cyan;
Gizmos.DrawCube(currentWayPoint, Vector3.one);
}
}
}
}
Debug日志
(1)部分路径中有障碍物边缘
首先想到简化路径函数中回溯时出了问题，纸上画图跑过算法后发现的确如此，simplifyPath函数中的wayPoints.Add(path[i].worldPosition)应该改成wayPoints.Add(path[i - 1].worldPosition)，作者应该是这里打错了，导致虽然得到的路径是正确的，但是存入的wayPoints往后差了一个网格单位，这虽然不是个很明显的bug，但是在障碍物为多边形而非矩形的时候会表现的尤为明显，寻路的NPC经常会因此卡在半路。
(2)NPC只在开始的寻路
调试的时候发现NPC永远只走到玩家的初始位置，而之后不管玩家如何移动都不会再次寻路。本质上是因为在Unit脚本下的findPath方法中，targetIndex进入循环之前应该被重置为0，否则开启第二次寻路时，判断条件会一直跳出。
最骚的是，我一开始并没有发现是这个问题，而以为是把requestPath这个静态方法放在了Start里，所以只寻路一次，由于当时还没有修改targetIndex这个问题，因此就算把它放入update也无济于事，而实际上我们不需要这样做。
(3)当主角或寻路目标为障碍物网格时，NPC开始原地抽搐
应该是在寻路算法中出现了无论如何都不能找到路径的死循环
(4)NPC在某个节点停止寻路后，之后就不会再次开始寻路
发现这些点多为障碍物附近，推测是障碍物的辐射半径过大，导致周围网格也被标记为障碍物，一旦NPC在这些区域停留，程序会认为起点为障碍物，在findPath中就永远不会开始寻路。选择显示网格调试后果然如此。
(5)NPC在变换路径过后似乎会加速
目前怀疑是由于使用了函数MoveTowards的问题，如果朝同一个方向多次调用这个函数，其速度会越来越快。目前暂时还没有解决。
(6)代码复用效率不高
这虽然不是个bug，但是会影响工作效率，类似的功能以前已经写过代码，但是要用到不同场景中时发现难以复用，只能新建脚本复制粘贴，这样不是长久之计，一定要学会尽量实现功能的同时，让其Generic。