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Unity《ATD》塔防RPG类3D游戏架构设计(一)

2019-07-15 21:02 1741 查看

目录

  • 结语
  • 《ATD》 游戏简介

    游戏类型:塔防+RPG的3D游戏

    游戏要素:3D 塔防 英雄 建筑树 搭配

    主体玩法:游戏里将会有一波波怪物进攻基地。玩家可以建造塔来防御敌人,同时也可以控制单独的个体英雄角色来攻击敌人。

    游戏模式

    • 第三人称视角的RPG模式

    • 上帝视角的建造模式

    控制方式:在游戏中使用Tab按键,切换这两种操作模式:

    • RPG模式下:WASD控制移动,Space跳跃,鼠标左键普通攻击。
    • 建造模式下:鼠标左键建造,E销毁已建造的建筑。
    • 数字键1,2,3,4,5,6控制物品栏,对应英雄技能或者建筑安放。

    胜利条件:消灭所有敌人 或者 坚持到时间结束

    失败条件:基地生命值为0 或者 英雄死亡

    《ATD》 整体结构

    一般来说,整个Unity游戏项目整体结构,我比较偏向分为如下5部分:

    • 场景对象: 不会产生互动的可视物体对象,例如地型/建筑/灯光。

    • 游戏对象: 参与互动的游戏对象,例如英雄/怪物/塔。

    • 游戏逻辑: 负责控制游戏的逻辑,其逻辑对象一般是单例的。

    • 非游戏性对象: 负责增强游戏效果,但不是直接的游戏逻辑,例如UI/HUD/特效/声音。

    • 工具: 负责辅助编码,例如日志工具,调试工具。

    在《ATD》游戏项目里,我是这样设置游戏对象目录的:

    注:“个体”在《ATD》里的术语表示游戏对象单位。

    《ATD》 游戏机制

    通过分析《ATD》策划案,确立了两种基本游戏机制:

    • Buff机制
    • Skill机制(技能机制)

    Buff机制

    和策划商量后,策划制作了下面一张含所有Buff属性的Excel表:

    由于策划还没想好Buff名字,直接套用装备或者技能名字来命名Buff。

    首先,使用了一个数据类型BuffData,用于完全映射Buff在表格的所有属性:

    public class BuffData
    {
    public int ID;
    public string Name;
    public int HpChange;              //血量变化
    public double HpChange_p;         //血量百分比变化
    public int AttackChange;          //攻击力变化
    public double AttackChange_p;     //攻击力百分比变化
    public double AttSpeedChange_p;   //攻击速度百分比变化
    public double SpeedChange_p;      //速度百分比变化
    public int HpReturnChange;        //血量恢复数值
    public double HpReturnChange_p;   //血量百分比恢复数值
    public int AddReviveCount;        //增加复活次数
    public bool isDecelerate;         //减速
    public bool isVertigo;            //眩晕
    public bool isParalysis;          //麻痹
    public bool isSleep;              //睡眠
    public bool isBound;              //束缚
    public bool isBurn;               //点燃
    public bool isCharm;              //魅惑
    public bool isIncreaseAttSpeed;   //攻速提高
    public bool isPoisoning;          //中毒
    public bool isImmuneControl;      //免疫控制
    public bool isRevenge;            //复仇
    public bool isTaunt;              //嘲讽
    public bool isIncreaseHpReturn;   //回血速度提高
    public bool isIncreaseAttack;     //攻击力提高
    }

    然后我们就可以用一个List

    //全局单例类
    public class BuffDataBase : MonoBehaviour
    {
    //读取excel插件生成的json文件
    public TextAsset BuffDataJson;
    //存储BuffData的列表
    private List<BuffData> buffDatas;
    
    //全局单例实现
    //...
    
    //根据ID获取相应的BuffData对象
    public BuffData GetBuffData(int ID){
    //...
    }
    }

    为了表示游戏对象动态得到/失去一个Buff而从BuffDataBase找到对应并拷贝一份BuffData对象/释放掉一份BuffData对象显然是不明智的。(BuffData所占空间大,开销大)
    正确的做法应该是使用索引/引用的方式,例如某个游戏对象持有3号索引,则表示它当前受一个3号Buff影响。
    为了引入Buff的时间有效性,则进一步封装索引,于是编写了下面一个Buff类:

    public class Buff
    {
    public int ID;              //BuffData的ID(索引)
    public double time;         //持续时间
    public int repeatCount;     //重复次数
    public bool isTrigger;      //是否触发类型
    }

    因为每个Buff的时间有效性都有所不同:有些Buff是一次性触发Buff;也有一些是持续性Buff,持续N秒;还有一些是被动buff,永久生效。

    所以我这里就总结了个规则,Buff主要分为两种类型:

    • 持续型(Non-Trigger):开始对属性造成生效影响一次,有效时间结束时造成失效影响一次。例如一段时间内增加攻速Buff
    • 非持续型(Trigger):有效时间内,每一帧对属性造成生效影响一次。例如一次性伤害Buff,光环Buff。

    然后Buff的有效时间取决于2个属性:

    • 持续时间(time):每帧持续时间减少DeltaTime
    • 触发次数(repeatCount):每帧触发次数减一

    当一个Buff对象,持续时间 <= 0 并且 触发次数为0,则应视为失效。特殊地,触发次数为-1时,表示无限时间。

    这样Buff/BuffData/BuffDataBase基本构造就这样了:
    整个游戏同种类Buff只用存储一份BuffData;但是可以有很多个对象持有索引/引用,指向这个BuffData
    游戏对象持有Buff对象,通过BuffDataBase访问BuffData的数据,然后利用这些数据对游戏对象属性造成影响

    看到这里,可能会有人想到前面有个问题:对于任意一种Buff,它往往有很多属性是false或者0,使用这种完全映射会不会很影响空间占用或者效率。

    首先,空间占用绝对不用担心,因为前面BuffDataBase机制保证同种Buff只有唯一BuffData副本,其所有BuffData总共占用量不过几kb而已。

    其次,至于效率,例如说某个Buff对某个游戏对象造成影响,因为是完全映射,所以需要对该游戏对象每个属性都要进行更新,其实这也并不是太糟糕。而且只要游戏对象有比较好的Buff计算方式,可以让一个Buff对象的整个有效周期只对对象造成两次影响计算(生效影响,失效影响),避免每帧出现影响多余的计算,这样就很不错了。

    Skill机制

    可以说技能是我比较头疼的部分。
    看到那千奇百怪的Skill需求时,然后才总结出大概这几个分类:

    • 主动Buff技能 = 主动释放,生成一个Buff
    • 被动Buff技能 = 初始化时,生成一个Buff
    • 召唤技能 = 生成一个游戏对象
    • 指向性技能 = 主动释放,对锁定的目标生成一个Buff

    最后我决定使用继承接口的方式来实现Skill:

    技能接口类:

    public interface ISkill
    {
    // 技能初始化接口
    void InitSkill(Individual user);
    // 使用技能接口
    void ReleaseSkill(Individual user);
    /// 技能每帧更新
    void UpdateSkill(Individual user);
    
    /// 技能是否冷却
    bool IsColdTimeEnd();
    // 技能冷却百分比
    float GetColdTimePercent();
    }

    需要注意的一点是,技能并不是主动释放时调用一个自定义的技能函数即可完事:
    例如持续性的范围技能,需要每帧调用散发Buff的函数。
    所以一个ISkill对象 该有这3种重要的接口方法:初始化/主动释放/每帧更新

    下面是其中一个派生类的具体实现:

    由于进度未完,目前只有两个派生类:Buff技能类和召唤技能类。
    Buff技能类暂时包含了ActiveBuff技能类和PassiveBuff技能类的功能。

    // 示例:Buff技能类
    public class BuffSkill : ISkill
    {
    public int buffID;               //目的Buff
    public bool isAura = true;       //光环
    public bool releasable = true;   //是否主动释放
    public float range = 0.01f;      //范围
    
    private float coldTime = 5.0f;  //冷却时间
    private float timer = 5.0f;     //冷却计时
    
    public BuffSkill(int buffID,bool releasable = true,bool isAura = true, float range = 0.01f)
    {
    this.buffID = buffID;
    this.isAura = isAura;
    this.range = range;
    this.releasable = releasable;
    }
    
    public void InitSkill(Individual master)
    {
    
    if (!releasable && !isAura)
    {
    var individual = master.GetComponent<Individual>();
    master.GetComponent<MessageSystem>().SendMessage(2, individual.ID,buffID);
    }
    }
    
    public void ReleaseSkill(Individual master)
    {
    if (releasable && IsColdTimeEnd())
    {
    timer = 0.0f;
    
    Factory.TraversalIndividualsInCircle(
    (individual) => { master.GetComponent<MessageSystem>().SendMessage(2, individual.ID, buffID); }
    , master.transform.position, range);
    }
    }
    
    public void UpdateSkill(Individual master)
    {
    //增加计时
    timer =Mathf.Min(timer+Time.deltaTime, coldTime+0.1f);
    
    if (!releasable && isAura)
    {
    Factory.TraversalIndividualsInCircle(
    (individual) => { master.GetComponent<MessageSystem>().SendMessage(2, individual.ID, buffID); }
    , master.transform.position, range);
    }
    }
    
    public float GetColdTimePercent()
    {
    if (!releasable) return 1.0f;
    
    return timer / coldTime;
    }
    
    public bool IsColdTimeEnd()
    {
    return timer > coldTime;
    }
    }

    派生类的构造函数很重要,这样即使硬编码了4个技能派生类,通过不同的数据参数传入,也能产生更多不同的技能对象。

    最后还应该再写一个SkillDataBase全局单例类,它负责读取策划写的技能配置文件,来初始化出来一些Skill对象,以供游戏对象使用。

    不过项目代码还没写完,因此目前是直接在SkillDataBase的初始化函数直接硬编码3个技能。

    //TODO
    //目前硬编码给玩家赋予3个技能
    HeroSkills.Add(new BuffSkill(6, true, true, 5.0f));   //主动技能:嘲讽Buff
    HeroSkills.Add(new BuffSkill(0, false, false));       //被动技能:回血buff
    HeroSkills.Add(new BuffSkill(14, true, false));       //主动技能:攻速戒指buff

    以后的话,SkillDataBase的初始化函数应该是读取某种配置文件,然后生成若干个对应的技能对象分配给游戏对象使用:

    结语

    《ATD》只是社团部门内提出的一个游戏项目,而我负责这个项目的程序架构设计,然而中途开发因为不少事,我们不得不放弃了这个项目。因此才想写点东西总结一下开发这个项目时的经验。

    之后还会有新博文来更新这个系列,大概涉及《ATD》的游戏对象模型,全局游戏逻辑,UI/HUD/特效/声音管理,工具等,也同时会分享一些trick。

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