Unity3d_hw3_魔鬼与牧师v2

操作与总结

参考 Fantasy Skybox FREE 构建自己的游戏场景

首先要去Assets store里找到对应的资源下载，在搜索框输入Fantasy Skybox FREE有如下结果，选择第一个下载，然后import导入到项目资源中，便可以使用这个资源包了。
Skybox顾名思义，天空盒，是用来模拟游戏场景中的天空效果的。由于scene和game的视角从某种意义上来说是固定的，所以要较好的模拟天空的效果，就需要把天空当成一个六面体的盒，在每个面上贴上对应的Texture，以此来模拟天空罩住游戏场景。
下图是用了天空盒构建的场景图
只有天空或许显得单调，我们可以再给它加个地形Terrain，地形的贴图以及后来的花草树木在新版本的unity里面是没有自带的，也需要自行到Assets store里面下载导入。
以下是最终的效果图(water environment还没来得及做)

写一个简单的总结，总结游戏对象的使用

游戏对象可以使用unity自带的正方体，圆柱体，球体等基础的资源构建
游戏对象也可以通过基础游戏对象组合构建之后做成预制，以便后来重复使用
游戏对象有许多属性，比较重要的有Transform属性，和纹理材质等
游戏对象可以添加许多组件，来实现不同的特定功能，使效果更加炫酷
游戏对象既可以在图形界面实例化，也可以通过代码实例化
游戏对象可以通过添加对应的脚本来实现不同的行为
等等
编程实践—牧师与魔鬼
本项目Github地址——传送门
鉴于上次写的牧师与魔鬼v1版本没有来得及写博客，这次顺便补上,以下介绍从基础MVC版本到动作分离版的过渡
牧师与魔鬼v1——基础MVC架构版
MVC架构，简单来说目的是使代码分层，解耦，使每个类尽可能地行使单一的职责，以便于之后维护和扩展；另外，模块化的架构还可以使刚开始编程时尽可能少的考虑细节，使代码编写趋于简单。

MVC架构定义：MVC全名是Model View Controller，是模型(model)－视图(view)－控制器(controller)的缩写，一种软件设计典范，用一种业务逻辑、数据、界面显示分离的方法组织代码，将业务逻辑聚集到一个部件里面，在改进和个性化定制界面及用户交互的同时，不需要重新编写业务逻辑。MVC被独特的发展起来用于映射传统的输入、处理和输出功能在一个逻辑的图形化用户界面的结构中。——百度百科
游戏规则：很经典的游戏，应该大家以前都玩过。游戏初始界面是三个牧师和三个魔鬼都在同一侧河岸，准备过河，但只有一条船且只能容纳两个对象，船必须至少有一个对象才能开动。游戏目的是采取合适的策略将全部牧师和魔鬼安全送到对岸，如果途中出现某一岸魔鬼多于牧师的情况，则游戏失败。
先贴一下此版本的效果图
- 启动界面
- 胜利界面
- 失败界面
本项目分离出来的MVC框架
Model: Shore, Boat, Item
View: UserGUI, ClickGUI
Controller: BoatControl, ShoreControl, ItemControl, FirstControl, Director
以下是各个类的简要作用，代码较多就不一一贴上来了，可前往Github查看具体代码
Model——模型（可预制）
- Shore：岸的实例
- Boat：船的实例
- Item：对象(魔鬼或牧师)的实例
View——视图
- UserGUI
  用户交互界面
- ClickGUI
  响应点击事件
Controler——控制器
- Director：导演，总指挥，单例模式
```
public class Diretor : System.Object
{
  private static Diretor _instance;
  public SceneControl sceneCtrl { get; set; }

  public static Diretor getInstance()
  {
      if (_instance == null) return _instance = new Diretor();
      else return _instance;
  }
}
```
- FirstControl：第一场景控制器，是唯一加到对象上的脚本
- BoatControl：船的控制器，包括记录船上空余位置，船的属性和状态等
- ShoreControl：岸的控制器，包括记录岸上空余位置，对象上岸离岸等
- ItemControl：对象的控制器，包括对象的实例化，控制对象的移动

一些接口

SceneControl：负责整个场景的实例化

public interface SceneControl
{
  void LoadPrefabs();
}

UserAction：控制动作

public interface UserAction
{
  void BoatMove();
  void Restart();
  void ItemClick(ItemControl itemCtrl);
}

提一下主要的动作控制类——Moveable

  public class Moveable : MonoBehaviour
  {
      public float time = 3; //抛物时间
      public float g = -10; //重力加速度
      private Vector3 v0; //初速度
      private Vector3 Gravity; //由重力产生的垂直速度
      private float dTime = 0; //记录运动时间
      private float fixUpdateStep = 0.1f; //设置运动速度

      private static float speed = 20; //船的移速
      public int status; //运动状态
      Vector3 des; //终点

      void Update()
      {

          if (status == 1) // 实现对象抛物线运动
          {
              Gravity.y = g * (dTime += fixUpdateStep);
              transform.Translate(v0 * fixUpdateStep);
              transform.Translate(Gravity * fixUpdateStep);
              if (dTime >= time - fixUpdateStep)
              {
                  transform.position = des;
                  status = 0;
                  dTime = 0;
              }
          }
          else if (status == 2) // 实现船的直线运动
          {
              transform.position = Vector3.MoveTowards(transform.position, des, speed * fixUpdateStep);
              if (transform.position == des) status = 0;
          }

      }
      public void MoveTo(Vector3 target) // 设置运动的终点，并以此计算抛物线的初速度
      {
          des = target;
          status = 1;
          if (des.y == transform.position.y) status = 2;
          //Debug.Log("From:" + transform.position);
          v0 = new Vector3((des.x - transform.position.x) / time,
              (des.y - transform.position.y) / time - 0.5f * g * time, (des.z - transform.position.z) / time);
          Gravity = Vector3.zero;
          //Debug.Log("v0:" + v0);
          //Debug.Log("Target:" + target);                       
      }
      public void Reset()
      {
          status = 0;
          dTime = 0;
      }
  }

牧师与魔鬼v2——动作分离版

最主要的改动——利用ActionManager的模板，实现Movable类的转移
这里不再介绍MVC，直接开始介绍动作分离。

先上效果图，改进了UI，现学现用加了一个天空盒
添加的文件——Action，有关动作管理的类和实现全都转移到这个文件里，模板基本套用ppt上现成代码，略作修改

动作的分离，以下改动主要是将v1遗留的耦合动作剔除

FirstControl里的改动

private ActionManager MyActionManager; // add in v2

// Use this for initialization
void Start () {
  Diretor diretor = Diretor.getInstance();
  diretor.sceneCtrl = this;
  itemCtrls = new ItemControl[6];
  LoadPrefabs();
  user = gameObject.AddComponent<UserGUI>();
  user.Restart();
  MyActionManager = gameObject.AddComponent<ActionManager>() as ActionManager; // add in v2
}

public void BoatMove()
{
  Debug.Log("BoatMove");
  if (boat.IsEmpty()) return;
  //boat.Move();
  MyActionManager.MoveBoat(boat); // add in v2
  user.step++;
  user.status = Check();
}
public void ItemClick(ItemControl itemCtrl)
{
  Debug.Log("ItemClick");
  if (itemCtrl.isOnBoat)
  {
      ShoreControl side;
      if (boat.status == 1) side = fromShore;
      else side = toShore;

      Debug.Log(side.GetEmptyPosition());
      boat.GetOffBoat(itemCtrl);
      //itemCtrl.MoveTo(side.GetEmptyPosition());
      MyActionManager.MoveItem(itemCtrl, side.GetEmptyPosition()); // add in v2
      itemCtrl.GetOnShore(side);
      side.GetOnShore(itemCtrl);
      user.step++;
  }
  else
  {
      if (boat.IsFull()) return;

      Debug.Log(itemCtrl.item.name + " getting on boat");
      ShoreControl side = itemCtrl.shoreCtrl;
      if (side.status != boat.status) return;

      side.GetOffShore(itemCtrl.item.name);
      //Debug.Log(MyActionManager);
      //Debug.Log(itemCtrl);
      //Debug.Log(boat);
      //itemCtrl.MoveTo(boat.GetOnBoat(itemCtrl));
      MyActionManager.MoveItem(itemCtrl, boat.GetOnBoat(itemCtrl)); // add in v2
      itemCtrl.GetOnBoat(boat);
      user.step++;
  }
  user.status = Check();
}

BoatControl的改动

public class BoatControl
{
  public GameObject boat;
  //public Moveable moveable; // remove in v2
  public Vector3 from = new Vector3(10, 2, 0);
  public Vector3 to = new Vector3(-10, 2, 0);
  public Vector3[] froms;
  public Vector3[] tos;
  public int status; // from = 1, to = 0
  public ItemControl leftSeat;
  public ItemControl rightSeat;

  public static float speed = 50; // add in v2

  public BoatControl()
  {
      status = 1;
      leftSeat = null;
      rightSeat = null;

      froms = new Vector3[] { new Vector3(9, 3, 0), new Vector3(11, 3, 0) };
      tos = new Vector3[] { new Vector3(-11, 3, 0), new Vector3(-9, 3, 0) };

      boat = (GameObject)Object.Instantiate(Resources.Load("Prefabs/Boat", typeof(GameObject)), from, Quaternion.identity, null);           
      boat.name = "Boat";

      //moveable = boat.AddComponent(typeof(Moveable)) as Moveable; // remove in v2
      boat.AddComponent(typeof(ClickGUI)); // add click event
  }
  //public void Move() // remove in v2
  //{
  //    if (status == -1) moveable.MoveTo(from);
  //    else moveable.MoveTo(to);
  //    status = -status;
  //}
  public bool IsEmpty()
  {
      if (leftSeat == null && rightSeat == null) return true;
      else return false;
  }
  public bool IsFull()
  {
      if (leftSeat != null && rightSeat != null) return true;
      else return false;
  }
  public Vector3 GetOnBoat(ItemControl item)
  {
      if (leftSeat == null)
      {
          leftSeat = item;
          return status == -1 ? tos[0] : froms[0];
      }
      else if (rightSeat == null)
      {
          rightSeat = item;
          return status == -1 ? tos[1] : froms[1];
      }
      else return Vector3.zero;
  }
  public ItemControl GetOffBoat(ItemControl item)
  {
      // to decide which item to get off
      ItemControl temp = null;
      if (leftSeat == item)
      {
          temp = leftSeat;
          leftSeat = null;
      }
      else if (rightSeat == item)
      {
          temp = rightSeat;
          rightSeat = null;
      }
      return temp;
  }
  public int GetItemNum(int type) // get the num of item, priest or devil
  {
      int count = 0;
      if (leftSeat != null && leftSeat.itemType == type) count++;
      if (rightSeat != null && rightSeat.itemType == type) count++;
      return count;
  }
  public void Reset()
  {
      //moveable.Reset(); // remove in v2
      //if (status == -1) Move(); // remove in v2
      leftSeat = null;
      rightSeat = null;
  }
}

ItemControl的改动

public class ItemControl
{
  public GameObject item { get; set; } // the instance
  public int itemType { get; set; } // the type of the item
  public ClickGUI clickGUI; // manage click event
  //public Moveable moveable; // remove in v2
  public bool isOnBoat;
  public ShoreControl shoreCtrl;

  public ItemControl(string type) //Instantiate
  {
      if (type == "Priest")
      {
          item = Object.Instantiate(Resources.Load("Prefabs/Priest", typeof(GameObject)), Vector3.zero, Quaternion.identity, null) as GameObject;
          itemType = 0;
      }
      else
      {
          item = Object.Instantiate(Resources.Load("Prefabs/Devil", typeof(GameObject)), Vector3.zero, Quaternion.identity, null) as GameObject;
          itemType = 1;
      }
      //moveable = item.AddComponent(typeof(Moveable)) as Moveable; // remove in v2

      clickGUI = item.AddComponent(typeof(ClickGUI)) as ClickGUI; // add click event
      clickGUI.itemCtrl = this;
  }
  //public void MoveTo(Vector3 des) // remove in v2
  //{
  //    moveable.MoveTo(des);
  //}
  public void GetOnBoat(BoatControl boatCtrl)
  {
      shoreCtrl = null;
      item.transform.parent = boatCtrl.boat.transform;
      isOnBoat = true;
  }
  public void GetOnShore(ShoreControl side)
  {
      shoreCtrl = side;
      item.transform.parent = null;
      isOnBoat = false;
  }
  public void Reset()
  {
      //moveable.Reset(); // remove in v2
      ShoreControl fromShore = ((FirstControl)Diretor.getInstance().sceneCtrl).fromShore;
      GetOnShore(fromShore);
      item.transform.position = fromShore.GetEmptyPosition();
      fromShore.GetOnShore(this);
  }
}

Moveable的转移
这里简要提一下抛物线从Moveable转移到ActionManager的处理，原本在Movable里面是将抛物线分成一小段一小段的直线位移，利用固定帧的刷新来实现抛物线的曲线效果，但是因为Moveable既管理船的动作又管理对象的动作，就避免不了要用状态来区分到底是要执行谁的动作，这样看起来代码就不是很美观，可读性也有所下降。而在ActionManager中，虽然也是同时管理船的动作和对象的动作，但是却可以用单运动和组合运动来区分两者，单运动的处理就不用再赘述了，关于组合运动这里有个重要的方法就是SequenceAction，要知道把动作看成一小段一小段的直线运动的组合，就能实现几乎所有的曲线运动，也就是说，ActionManager完美解决了所有的曲线运动。在这里，虽然我也是将抛物线分成一小段一小段的直线运动，但并不是像Moveable里一样直接使用帧刷新来完成运动，而是通过将分段后的动作顺序放入一个Action的List中，交由SequenceAction来处理多个动作的连贯组合，就很好地避免了Moveable里面区分状态的尴尬局面。
` csharp
public class ActionManager : SSActionManager
{
public void MoveBoat(BoatControl boatCtrl)
{
```
  SSMoveToAction action;
  if (boatCtrl.status == -1) 
      action = SSMoveToAction.GetSSMoveToAction(boatCtrl.from, BoatControl.speed);
  else action = SSMoveToAction.GetSSMoveToAction(boatCtrl.to, BoatControl.speed);
  boatCtrl.status = -boatCtrl.status;
  AddAction(boatCtrl.boat, action, this);
```
}

public void MoveItem(ItemControl itemCtrl, Vector3 finalDes)
{
```
  //Debug.Log("enter MoveItem!");
  float time = 3;
  float g = -10;
  Vector3 v0;
  float vy_ByGravity = 0;
  float stepTime = 0.1f;
  Vector3 currentDes = itemCtrl.item.transform.position;

  List<SSAction> divide = new List<SSAction>();

  // the des here is the final des
  v0 = new Vector3((finalDes.x - itemCtrl.item.transform.position.x) / time,
      (finalDes.y - itemCtrl.item.transform.position.y) / time - 0.5f * g * time, (finalDes.z - itemCtrl.item.transform.position.z) / time);
  //Debug.Log(v0);
  //Debug.Log(time / stepTime);
```

    // divide the curve to many parts
    for (int i = 0; i < time / stepTime - 1; i++)
    {
        //Debug.Log(divide[i]);
        //Debug.Log(currentDes);
        // change the vy
        vy_ByGravity += g * stepTime;
        // set current des
        currentDes += v0 * stepTime;
        currentDes.y += vy_ByGravity * stepTime;
        // get the current speed
        float currentSpeed = Mathf.Sqrt(v0.x * v0.x + (v0.y + vy_ByGravity) * (v0.y + vy_ByGravity));
        // add one of the movements
        SSAction temp = SSMoveToAction.GetSSMoveToAction(currentDes, currentSpeed * 10);
        divide.Add(temp);
    }
    SSAction seqAction = SequenceAction.GetSequenceAction(1, 0, divide);
    AddAction(itemCtrl.item, seqAction, this);
}

}
`

Unity3d_hw3_魔鬼与牧师v2

操作与总结

参考 Fantasy Skybox FREE 构建自己的游戏场景

写一个简单的总结，总结游戏对象的使用

编程实践—牧师与魔鬼

牧师与魔鬼v1——基础MVC架构版

牧师与魔鬼v2——动作分离版