Unity之網格導航

前言：在游戲中經常出現怪物自己會走路，人物跟隨鼠標點擊位置進行移動，那么這些功能是怎么實現的呢？通過本節內容的學習，你會對自動尋路的原理有一個初步的認識。當然了如果想像英雄聯盟里面的人物那樣帶點擊的特效的話，還需要用到粒子系統方面的知識，好了，廢話不多說了，咱們開始吧

1. 認識網格導航組件

Nav Mesh Agent（網格導航代理）

  • Radius：agent的半徑，用于計算該agent和其他agent、obstacle的碰撞。
  • Height：agent的高度，agent可以通過的頭頂障礙最小高度。
  • Base offset：agent圓柱碰撞體中心點的偏移值。當Agent創建后，圓柱碰撞體顯示過高或過低，用于將其調整到地面。
  • Speed：agent移動的最大速度（世界空間中以秒單位計算）
  • Angular Speed：agent最大的旋轉速度（角度每秒）
  • Acceleration：agent最大的加速度（世界空間單位每秒的平方）
  • Stopping distance：agent靠近目標時停下的距離
  • Auto Braking：自動剎車，當啟用的時候agent會在到達終點時慢慢停下，你應該在角色需要平滑地巡邏幾個固定點時，禁用它。
  • Quality：障礙回避的質量值，如果你有大量的agent就可以降低該值節約CPU的資源，將它設置為0，則只會處理碰撞，不會嘗試規避其他agent和obstacle。
  • Priority：agent會重視該值比自己小的，而忽略該值比自己大的。該值范圍為0到99，數字越低意味著高權限，權限越高（越小的值）會被其他agent重視而回避。
  • Auto Traverse OffMesh Link：需要agent自動通過off-mesh link的時候設置為true，當想要使用動畫或其他特殊的方法通過off-mesh link時設為false。
  • Auto Repath：啟用時，agent會在到達局部路徑的終點時，嘗試再次尋找路徑。當沒有通向目標的路徑時，它會生成一個離目標最近的點作為當前的一個目標。（我嘗試下來發現，當目標點不可達，勾選該選項的agent嘗試尋找臨近目標點的欲望比不勾選的要大）
  • Area Mask：AreaMask描述了agent會在哪些烘培的區域中尋找路徑。當你準備烘培NavMesh時，你可以指定區域的類型，比如你想讓階梯作為一個特殊的區域，并且禁止某些角色使用階梯。
在使用Agent的時候，大家可能發現了Agent有Radius屬性，在我們烘培NavMesh的時候設置的圓柱體也有Radius屬性，兩者有什么區別呢？
在尋路的時候有兩個階段，第一階段只考慮烘培NavMesh并尋找一條可行的路徑，而第二階段Agent就已經在前往目的地的路上了，它會考慮其他agent和obstacle，并盡量避開他們。
烘培時候的Radius就對應第一階段的生成NavMesh，而Agent上的Radius只在第二階段使用。就比如說，有一條小徑，你有一只大怪是通過不了該路徑的，但烘培時候的Radius設置的比較小，雖然Agent的Radius可能設置的很大，但這只大怪還是會使用該小徑通過。
所以要理解尋路的兩個階段，再強調一遍，第一階段沒有開始真正的尋路不考慮其他的agent和obstacle，只看NavMesh，而第二階段Agent已經在行走，而會盡量避開其他agent和obstacle。

Off Mesh Link(分離網格連線)

OffMeshLink組件允許你在區域中給Agent提供一些小近路，使Agent能快速通過，比如跳過柵欄、通過一扇門。


  • Start：物體描述的開始點。
  • End：物體描述的結束點。
  • Cost Override：如果該值是正的，使用它在處理需求路徑時計算路徑的代價值，否則會使用默認的代價值（游戲物體所屬區域的代價值）。如果代價值設置超過3.0，經過該off-mesh link會比經過三倍的默認NavMesh區域還多。當你想用Agent初始化偏愛的路徑時，該代價值非常有用。當然最好是在移動中清晰比較長的距離中使用。
  • Bi Directional：如果啟用，則該link是雙向的，否則只能從Start到End。
  • Activated：指定該link會不會在尋路的時候使用（在設置為false的時候被忽略）
  • Auto Update Position：啟用的時候，Off-Mesh Link會自動重新連接start和end的坐標，如果禁用，則只使用啟用時候的坐標，即使后來坐標移動了也不會改變。
  • Navigation Area：描述link所屬的NavMesh區域類型，該區域類型會允許你在相似類型區域中應用該區域的通路代價值，并且防止一些特定的Agent使用該通路，使用Agent的AreaMask屬性來控制。

Nav Mesh Obstacle（網格導航障礙）

  • Shape：obstacle的幾何形狀，選擇物體最合適的形狀，有兩種Box方塊和Capsule膠囊體。
  • Box/Center：方塊形狀的中心點，與Transform的Position有關。
  • Box/Size：方塊的大小尺寸。
  • Capsule/Center：膠囊體形狀的中心點，與Transform的Position有關。
  • Capsule/Radius：膠囊體的半徑。
  • Capsule/Height：膠囊體的高度。
  • Carve：當Carve該選項被勾選，Obsacle該物體會在NavMesh上制造一個空洞。
  • Move Threshold：Unity會在Obstacle移動該距離下，將其處理為移動狀態，使用該屬性設置移動更新Carve空洞的頻率。
  • Time To Stationary：Obstacle停止運動后，經過多少時間（秒）會被處理為靜止狀態。
  • Carve Only Stationary：啟用時，Obstacle僅會在靜止時被處理成空洞，詳見官方文檔（廢話）。這里有幾個小細節需要注意，禁用該選項時，空洞的重新計算是隔一幀計算一次，就是兩幀計算一次。然后最好啟用該選項，因為每次空洞的重新計算比較費時。官方文檔中舉了兩個適用的場景：木桶、箱子之類會受力停止的啟用選項，而像坦克緩慢移動的，則可以禁用該項。

Navigation面板（導航面板）

Agents（網格導航代理）

  • Agent Types：導航代理類型
  • Name：導航代理名字
  • Radius：導航代理半徑
  • Height：導航代理高度
  • Step Height：能上去的臺階高度
  • Max Slope：最大的坡度

Areas（導航區域）

  • 前三個是Unity內置的Walkable（能走的），Not Walkable（不能走的），Jump（跳）
  • 其他的用戶用來自定義

Bake（烘焙參數面板）

  • Radius：具有代表性的物體半徑，半徑越小生成的網格面積越大。
  • Height：具有代表性的物體的高度。
  • Max Slope：斜坡的坡度。
  • Ste Height：臺階高度。
  • Drop Height：允許最大的下落距離。
  • Jump Distance：允許最大的跳躍距離。
  • Min Region Area：網格面積小于該值則不生成導航網格。
  • Width Inaccuracy：允許最大寬度的誤差。
  • Height Inaccuracy：允許最大高度的誤差。
  • Height Mesh：勾選后會保存高度信息，同時會消耗一些性能和存儲空間。

Object（物體參數面板）

  • Navigation Static：勾選后表示該對象參與導航網格的烘培。
  • OffMeshLink Generation：勾選后可跳躍(Jump)導航網格和下落(Drop)。
  • Navigation Area：可以導航的區域

2. 使用網格導航組件實現跟隨物體位置移動

搭建環境

  • 平面障礙物
  • 使用Off Mesh Link制作的路徑
  • 樓梯
  • 斜坡
  • 斷層
  • 洞口

3. 烘焙導航網格

  • 打開導航面板


  • 選中要烘焙的地形對象


    • Navigation>>Object>>All,Navigation Static勾選


    • Navigation>>Bake
      • 調整半徑讓其盡可能多的包含地形對象
      • 調整高度（可以進入洞口）
      • 調整最大坡度（可以上的坡度）
      • 調整臺階高度（可以走上樓梯）
      • 調整下落高度（可以從高出落下）
      • 調整跳的距離（可以跳過斷層）
      • 點擊Bake

  • 烘焙之后Scene視圖中的效果，所有顯示藍色的網格是可以導航到的位置


  • 設置能夠跳躍斷層


    • 選中能夠跳躍的對象，Navigation>>Object>>All>>Generate OffMeshLinks勾選，然后進入Bake面點擊Bake

  • 烘焙之后Scene視圖中的效果，Plane出現了箭頭指向了另一頭的Plane


  • 使用Off Mesh Link制作的路徑
    • 創建一個Cube放在第一個Plane的邊緣，克隆一個放在第二個Plane的邊緣
    • 在第一個Cube身上添加Off Mesh Link組件，把第一個Cube拖到組件的Start中，把第二個Cube拖到組件的End中，這樣就可以從第一個Plane的第一個Cube的位置到第二個Plane的第二個Cube的位置；中間的黑線就是Off Mesh Link制作的路徑

4. 創建角色和跟隨物體

  • 創建一個膠囊體當作小人


  • 創建一個Cube當作跟隨物體


5. 在角色身上添加Navigation Mesh Agent組件

6. 腳本

  • 功能：讓角色導航到跟隨物體的位置
  • 把腳本掛載到角色身上
  • 把跟隨物體拖到腳本的實例對象上
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.AI;//人工智能的命名空間

//按下鼠標左鍵玩家跟隨移動
//掛載對象：Player游戲對象
public class Test01 : MonoBehaviour
{
    //玩家要到達的位置
    public Transform TrCube;
    //網格導航代理
    private NavMeshAgent mNMA;
    void Start()
    {
        //得到NavMeshAgent組件
        mNMA = GetComponent<NavMeshAgent>();
    }


    void Update()
    {
        //到指定的位置（終點的位置）
        //方法一:通過屬性
        mNMA.destination = TrCube.position; 
        //方法二：通過方法
        //mNMA.SetDestination(TrCube.position);
    }
}

參考文章：Unity3D 官方文檔 NavMesh三個組件的翻譯與解釋 自動尋路需要知道的細節

最后：網格導航的所有內容就到這里了，通過這篇文章咱們認識了網格導航的三個基本組件以及導航面板，通過做一些小demo去加深理解，好了，這期內容就到這里了，大家再見

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