劉雨嘉 楊鍵 馮夢(mèng)雨 四川大學(xué)錦城學(xué)院 計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院

1 引言

近年來，隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟硬件的快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸在軍事、教育、游戲、建筑、醫(yī)療、工業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，越來越多的人們?cè)敢鈳蟅R設(shè)備來體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)帶來的全新體驗(yàn)。本文介紹了利用unity3d游戲引擎開發(fā)的一款休閑射擊類游戲。

2 游戲分析

此款射擊游戲的玩法規(guī)則是羊群從地圖的一端向著地圖的另一端的羊圈慢慢運(yùn)動(dòng)，期間會(huì)有狼從山中跑出來攻擊羊群，牧羊人（第一視角）則會(huì)對(duì)攻擊羊群的狼進(jìn)行設(shè)計(jì)，一次射擊未將狼擊倒，狼則會(huì)轉(zhuǎn)向攻擊牧羊人，牧羊人可通過瞬移進(jìn)行躲避。羊群在進(jìn)入羊圈之

前被狼全部吃掉或牧羊人被狼擊中或者游戲倒計(jì)時(shí)為零則游戲結(jié)束。要達(dá)到以上內(nèi)容，需從這幾方面著手：1.地形；2.羊群；3.狼群；4.第一游戲視角（牧羊人）。下面分別介紹：

地形：游戲設(shè)計(jì)要控制狼從出生點(diǎn)開始，狼群會(huì)向著羊群的方向運(yùn)動(dòng)，這就要求狼群在尋路的過程中需要改變狼群原有的最短路線最好經(jīng)過牧羊人的初始位置，牧羊人看見狼群從而進(jìn)行射擊，從而達(dá)到消滅狼群的目的。

羊群：在草原的一定范圍內(nèi)隨機(jī)生成，先在草地上逗留一會(huì)或吃草或環(huán)顧四周后向著羊圈運(yùn)動(dòng)，這期間就可能會(huì)受到狼群攻擊。

狼群：在山中的三個(gè)隨機(jī)位置生成，生成后會(huì)向著羊群追趕，并攻擊。

第一游戲視角（即牧羊人）：通過手柄控制槍支進(jìn)行射擊，保護(hù)羊群，驅(qū)趕狼群。

3 游戲設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在牧羊人、狼追趕羊、羊群、牧羊人與狼群的交互以及UI 界面包括倒計(jì)時(shí)以及重新開始的設(shè)計(jì)上。 游戲開始便進(jìn)入游戲場景，牧羊人為第一視角，倒計(jì)時(shí)開始，游戲時(shí)長可以選擇。

倒計(jì)時(shí)結(jié)束后，所有狼群和羊群停止動(dòng)作，羊圈處出現(xiàn)重新開始字樣，可槍擊中間的小羊圖案進(jìn)行重新開始。游戲過程中，羊群向著羊圈慢慢移動(dòng)，狼群從山中三處隨機(jī)產(chǎn)生并向著狼群運(yùn)動(dòng)，在距離羊群一定距離時(shí)發(fā)起攻擊。牧羊人可在發(fā)現(xiàn)狼群時(shí)向狼群發(fā)起攻擊。羊群中的所有羊死亡即游戲結(jié)束并游戲任務(wù)失敗或者倒計(jì)時(shí)結(jié)束也即游戲結(jié)束。

整個(gè)游戲分為牧羊人，羊群，狼群三大模塊。

4 游戲?qū)崿F(xiàn)

游戲的場景設(shè)定是在一個(gè)四面環(huán)山的草原上。在場景搭建中包括牧羊人居住的帳篷，帳篷中取暖的火焰，羊圈的柵欄， 望塔等場景中的基本建筑。其中火焰是采用unity中的粒子效果實(shí)現(xiàn)的，柵欄通過3dsmax建模完成。

4.1 狼群

狼群在整個(gè)游戲中的主要任務(wù)是向羊群發(fā)起攻擊；

首先涉及到尋找羊的過程：

1.選中地形Terrain，在Inspector視圖中名稱右側(cè)的Static處選擇Navigation Static；

2.烘培地形：（unity for Mac）Window-＞Navigation，進(jìn)入Navigation界面中的Object選項(xiàng)，勾選Navigation Static。在進(jìn)入Bake選項(xiàng)，點(diǎn)擊Bake，現(xiàn)在開始烘培地形。

3.在狼的預(yù)制體拖入Hierarchy視圖中，選中狼的預(yù)制體添加Nav Mesh Agent組件；

4.需要為狼添加動(dòng)畫控制器：

5.創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)畫控制器命名為WolfMoving；

6.雙擊進(jìn)入動(dòng)畫控制器，找到動(dòng)畫“run”，拖入動(dòng)畫控制器編輯區(qū)中，自動(dòng)Entry會(huì)指向“idle1”，表示狼的初始動(dòng)作為奔跑的“run”，即狼群一開始生成就回開始跑向羊群。

7.狼群如果在奔跑過程當(dāng)中遇到羊群，會(huì)發(fā)起攻擊。所以需要將動(dòng)畫“runBite”拖入動(dòng)畫控制器編輯區(qū)。

8.狼群也不總是在奔跑，也可以速度變慢停下來四處走動(dòng)。所以需要將動(dòng)畫“walk”拖入動(dòng)畫控制器編輯區(qū)。

9.狼群還會(huì)停下來觀察四周，查看是否適合進(jìn)攻，將動(dòng)畫“idleLookAround”拖入動(dòng)畫控制器編輯區(qū)。

10.狼群收到牧羊人的槍擊會(huì)死亡，所以需要將動(dòng)畫“death”，拖入動(dòng)畫控制器編輯區(qū)。

11.設(shè)置不同的狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件：

從“run”到“runBite”：控制bool變量Attack為真，取消勾選Has Exit Time選項(xiàng)；從“runBite”回到“run”：bool變量Attack為假，取消勾選Has Exit Time選項(xiàng)；

從“Any State”到“death”：設(shè)置Trriger條件Death，不勾選Has Exit Time選項(xiàng)；

12.編寫腳本：

其中主要的部分

一是在Start()函數(shù)中獲取游戲?qū)ο笊婕暗挠螒蚪M件：

nav = GetComponent＜NavMeshAgent＞()；// 獲取尋路組件

ani = GetComponent＜Animator＞()；// 獲取動(dòng)畫控制器組件

以及獲取狼群尋路的目標(biāo)的位置：

target = GameObject.FindGameObjectWithTag("Sheep").transform；//狼尋路的目標(biāo)為標(biāo)簽為“Sheep”的游戲?qū)ο?/p>

設(shè)置Update ()，開始尋路，尋路目標(biāo)為target的位置即羊群的位置：

nav.SetDestination(target.position)；

Unity中設(shè)置：

1.因?yàn)樾枰趲讉€(gè)不同的位置生成狼群，先創(chuàng)建一個(gè)Perfabs文件夾，將Hierarchy視圖中的狼拖入該文件夾再刪除Hierarchy視圖中的狼；

2.創(chuàng)建三個(gè)空物體分別命名為WolfManager、Wolf1、Wolf2；

3.編寫腳本

實(shí)現(xiàn)邏輯為：使用一個(gè)函數(shù)由于生成狼的預(yù)制體，然后每隔一段時(shí)間重復(fù)調(diào)用這個(gè)函數(shù)

public float spawnTime = 3f；// 延遲時(shí)間

public GameObject wolf；// 狼的預(yù)制體

public Transform[] spawnPoints；

在Start（）函數(shù)中實(shí)現(xiàn)重復(fù)調(diào)用生成函數(shù)：

InvokeRepeating("Spawn",2f, spawnTime)；//2 秒后開始調(diào)用Spawn（）函數(shù)，每spawnTime即3秒后再次調(diào)用

編寫Spawn（）函數(shù)即生成函數(shù)：

intspawnPointIndex = Random.Range(0, spawnPoints.Length)；

Instantiate(wolf, spawnPoints[spawnPointIndex].position,spawnPoints[spawnPointIndex].rotation)；

4.有兩個(gè)生成點(diǎn)，需要拖入兩個(gè)腳本進(jìn)入WolfManager中，每個(gè)腳本需要拖入，狼的預(yù)制體以及設(shè)置延遲時(shí)間，將Spawn Points數(shù)值設(shè)為1之后拖入生成位置（transform）即之前設(shè)置的Wolf1或Wolf2。

4.2 牧羊人

牧羊人在整個(gè)游戲里的作用是保護(hù)羊群擊殺狼群。牧羊人為游戲的第一視角利用的是SteamVR中的CameraRig實(shí)現(xiàn)的。在CameraRig中的Controller（right）下用槍的模型替換Model；

大多數(shù)時(shí)間牧羊人不會(huì)受到狼群攻擊，因?yàn)槟裂蛉丝梢栽谡麄€(gè)場景中瞬移，速度較快。關(guān)于在場景中的瞬移需要用到SteamVR和VRTK的集成。

4.3 羊群

羊群在這個(gè)游戲中屬于被牧羊人保護(hù)，受到狼群追趕，最終目的是回到羊圈里。為了游戲的真實(shí)性，實(shí)現(xiàn)在草原上會(huì)放置十幾個(gè)羊的預(yù)制體，讓玩家能看到羊在草原上吃草的情形，

首先需要為其添加動(dòng)畫控制器，其設(shè)置動(dòng)畫控制器過程與狼類似，這里不再贅述。

4.4 游戲的結(jié)束以及重新開始

這一部分即時(shí)游戲的UI部分，是關(guān)于游戲結(jié)束與游戲重新開始的設(shè)置：

1.在Unity中的Hierarchy視圖中創(chuàng)建一個(gè)空物體重命名為GameManager，用于管理整個(gè)UI；

2.選中需要顯示倒計(jì)時(shí)的位置（ 望塔），右鍵單擊-＞UI-＞Canvas,在UI下創(chuàng)建一個(gè)空物體命名為restartPos即重新開始圖樣出現(xiàn)的位置，重置其transform。在Canvas下分別創(chuàng)建time、timetext、score、scoretext并設(shè)置；

3.在GameManager腳本中：

設(shè)置Unity初始值：包括分?jǐn)?shù)，記錄剩余的時(shí)間，重啟游戲圖標(biāo)產(chǎn)生的位置，判斷游戲是否結(jié)束等參數(shù)。

在Start（）中調(diào)用ini()函數(shù)

編寫包括增加分?jǐn)?shù)函數(shù)，初始化游戲函數(shù)，游戲結(jié)束函數(shù)，重新計(jì)數(shù)函數(shù)，重新開始游戲函數(shù)。

最后設(shè)置FixedUpdate()中通過判斷IsGameOver是否為真，如果為真直接跳出函數(shù)，如果為假，調(diào)用onGameOver()函數(shù)。

4.將GameManager腳 本 拖 入Hierarchy視 圖 中 的GameManager上，將 time、timetext、score、scoretext拖入對(duì)應(yīng)的文件框中。

5 結(jié)束語

VR技術(shù)是仿真技術(shù)的一個(gè)重要方向，是仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)人機(jī)接口技術(shù)多媒體技術(shù)傳感技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的集合，是一門富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)前沿學(xué)科和研究領(lǐng)域。本文介紹了基于Unity3D的VR射擊游戲的研究與開發(fā)過程，包括基于Unity的場景設(shè)置和腳本的掛載。感知是指理想的VR應(yīng)該具有一切人所具有的感知。此射擊游戲利用了人的視覺的、運(yùn)動(dòng)等感知，是游戲更具真實(shí)感。但是這款游戲還有待改進(jìn)，未來工作是優(yōu)化游戲代碼和模型，希望能給玩家?guī)砀诱鎸?shí)的游戲體驗(yàn)。