Unity《ATD》塔防RPG類3D遊戲架構設計（一）

目錄

• 《ATD》 遊戲簡介
• 《ATD》 總體結構
• 《ATD》 遊戲機制
  • Buff機制
  • Skill機制
• 結語

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《ATD》 遊戲簡介

遊戲類型：塔防+RPG的3D遊戲

遊戲要素：3D 塔防 英雄 建築樹 搭配

主體玩法：遊戲裏將會有一波波怪物進攻基地。玩家能夠建造塔來防護敵人，同時也能夠控制單獨的個體英雄角色來攻擊敵人。

遊戲模式：

• 第三人稱視角的RPG模式

• 上帝視角的建造模式

控制方式：在遊戲中使用Tab按鍵，切換這兩種操做模式：

• RPG模式下：WASD控制移動，Space跳躍，鼠標左鍵普通攻擊。
• 建造模式下：鼠標左鍵建造，E銷燬已建造的建築。
• 數字鍵1,2,3,4,5,6控制物品欄,對應英雄技能或者建築安放。

勝利條件：消滅全部敵人 或者 堅持到時間結束

失敗條件：基地生命值爲0 或者 英雄死亡

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《ATD》 總體結構

通常來講，整個Unity遊戲項目總體結構，我比較偏向分爲以下5部分：

• 場景對象： 不會產生互動的可視物體對象，例如地型/建築/燈光。

• 遊戲對象： 參與互動的遊戲對象，例如英雄/怪物/塔。

• 遊戲邏輯： 負責控制遊戲的邏輯，其邏輯對象通常是單例的。

• 非遊戲性對象： 負責加強遊戲效果，但不是直接的遊戲邏輯，例如UI/HUD/特效/聲音。

• 工具： 負責輔助編碼，例如日誌工具，調試工具。

在《ATD》遊戲項目裏，我是這樣設置遊戲對象目錄的：

注：「個體」在《ATD》裏的術語表示遊戲對象單位。

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《ATD》 遊戲機制

經過分析《ATD》策劃案，確立了兩種基本遊戲機制：

• Buff機制
• Skill機制(技能機制)

Buff機制

和策劃商量後，策劃製做了下面一張含全部Buff屬性的Excel表：

因爲策劃還沒想好Buff名字，直接套用裝備或者技能名字來命名Buff。

首先，使用了一個數據類型BuffData，用於徹底映射Buff在表格的全部屬性：

public class BuffData
{
    public int ID;
    public string Name;
    public int HpChange;              //血量變化
    public double HpChange_p;         //血量百分比變化
    public int AttackChange;          //攻擊力變化
    public double AttackChange_p;     //攻擊力百分比變化
    public double AttSpeedChange_p;   //攻擊速度百分比變化
    public double SpeedChange_p;      //速度百分比變化
    public int HpReturnChange;        //血量恢復數值
    public double HpReturnChange_p;   //血量百分比恢復數值
    public int AddReviveCount;        //增長復活次數
    public bool isDecelerate;         //減速
    public bool isVertigo;            //眩暈
    public bool isParalysis;          //麻痹
    public bool isSleep;              //睡眠
    public bool isBound;              //束縛
    public bool isBurn;               //點燃
    public bool isCharm;              //魅惑
    public bool isIncreaseAttSpeed;   //攻速提升
    public bool isPoisoning;          //中毒
    public bool isImmuneControl;      //免疫控制
    public bool isRevenge;            //復仇
    public bool isTaunt;              //嘲諷
    public bool isIncreaseHpReturn;   //回血速度提升
    public bool isIncreaseAttack;     //攻擊力提升
}

而後咱們就能夠用一個List

//全局單例類
public class BuffDataBase : MonoBehaviour
{
    //讀取excel插件生成的json文件
    public TextAsset BuffDataJson;
    //存儲BuffData的列表
    private List<BuffData> buffDatas;
    
    //全局單例實現
    //...
    
    //根據ID獲取相應的BuffData對象
    public BuffData GetBuffData(int ID){
      //...
    }
}

爲了表示遊戲對象動態獲得/失去一個Buff而從BuffDataBase找到對應並拷貝一份BuffData對象/釋放掉一份BuffData對象顯然是不明智的。（BuffData所佔空間大，開銷大）
正確的作法應該是使用索引/引用的方式，例如某個遊戲對象持有3號索引，則表示它當前受一個3號Buff影響。
爲了引入Buff的時間有效性,則進一步封裝索引，因而編寫了下面一個Buff類：

public class Buff
{
    public int ID;              //BuffData的ID（索引）
    public double time;         //持續時間
    public int repeatCount;     //重複次數
    public bool isTrigger;      //是否觸發類型
}

由於每一個Buff的時間有效性都有所不一樣：有些Buff是一次性觸發Buff；也有一些是持續性Buff，持續N秒；還有一些是被動buff，永久生效。

因此我這裏就總結了個規則，Buff主要分爲兩種類型：

• 持續型(Non-Trigger)：開始對屬性形成生效影響一次，有效時間結束時形成失效影響一次。例如一段時間內增長攻速Buff
• 非持續型(Trigger)：有效時間內，每一幀對屬性形成生效影響一次。例如一次性傷害Buff,光環Buff。

而後Buff的有效時間取決於2個屬性：

• 持續時間(time)：每幀持續時間減小DeltaTime
• 觸發次數(repeatCount)：每幀觸發次數減一

當一個Buff對象，持續時間 <= 0 而且 觸發次數爲0，則應視爲失效。特殊地，觸發次數爲-1時，表示無限時間。

這樣Buff/BuffData/BuffDataBase基本構造就這樣了：
整個遊戲同種類Buff只用存儲一份BuffData；可是能夠有不少個對象持有索引/引用，指向這個BuffData
遊戲對象持有Buff對象，經過BuffDataBase訪問BuffData的數據，而後利用這些數據對遊戲對象屬性形成影響

看到這裏，可能會有人想到前面有個問題：對於任意一種Buff，它每每有不少屬性是false或者0，使用這種徹底映射會不會很影響空間佔用或者效率。

首先，空間佔用絕對不用擔憂，由於前面BuffDataBase機制保證同種Buff只有惟一BuffData副本，其全部BuffData總共佔用量不過幾kb而已。

其次，至於效率，例如說某個Buff對某個遊戲對象形成影響，由於是徹底映射，因此須要對該遊戲對象每一個屬性都要進行更新，其實這也並非太糟糕。並且只要遊戲對象有比較好的Buff計算方式，可讓一個Buff對象的整個有效週期只對對象形成兩次影響計算（生效影響，失效影響），避免每幀出現影響多餘的計算，這樣就很不錯了。

Skill機制

能夠說技能是我比較頭疼的部分。
看到那千奇百怪的Skill需求時，而後才總結出大概這幾個分類：

• 主動Buff技能 = 主動釋放，生成一個Buff
• 被動Buff技能 = 初始化時，生成一個Buff
• 召喚技能 = 生成一個遊戲對象
• 指向性技能 = 主動釋放，對鎖定的目標生成一個Buff

最後我決定使用繼承接口的方式來實現Skill：

技能接口類:

public interface ISkill
{
    // 技能初始化接口
    void InitSkill(Individual user);
    // 使用技能接口
    void ReleaseSkill(Individual user);
    /// 技能每幀更新
    void UpdateSkill(Individual user);
    
    /// 技能是否冷卻
    bool IsColdTimeEnd();
    // 技能冷卻百分比
    float GetColdTimePercent();
}

須要注意的一點是，技能並非主動釋放時調用一個自定義的技能函數便可完事：
例如持續性的範圍技能，須要每幀調用散發Buff的函數。
因此一個ISkill對象 該有這3種重要的接口方法：初始化/主動釋放/每幀更新

下面是其中一個派生類的具體實現：

因爲進度未完，目前只有兩個派生類：Buff技能類和召喚技能類。
Buff技能類暫時包含了ActiveBuff技能類和PassiveBuff技能類的功能。

// 示例：Buff技能類
public class BuffSkill : ISkill
{
    public int buffID;               //目的Buff
    public bool isAura = true;       //光環
    public bool releasable = true;   //是否主動釋放
    public float range = 0.01f;      //範圍

    private float coldTime = 5.0f;  //冷卻時間
    private float timer = 5.0f;     //冷卻計時

    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)
    {
        //增長計時
        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;
    }
}

派生類的構造函數很重要，這樣即便硬編碼了4個技能派生類，經過不一樣的數據參數傳入，也能產生更多不一樣的技能對象。

最後還應該再寫一個SkillDataBase全局單例類，它負責讀取策劃寫的技能配置文件，來初始化出來一些Skill對象，以供遊戲對象使用。

不過項目代碼還沒寫完，所以目前是直接在SkillDataBase的初始化函數直接硬編碼3個技能。

//TODO
//目前硬編碼給玩家賦予3個技能
HeroSkills.Add(new BuffSkill(6, true, true, 5.0f));   //主動技能：嘲諷Buff
HeroSkills.Add(new BuffSkill(0, false, false));       //被動技能：回血buff
HeroSkills.Add(new BuffSkill(14, true, false));       //主動技能：攻速戒指buff

之後的話，SkillDataBase的初始化函數應該是讀取某種配置文件，而後生成若干個對應的技能對象分配給遊戲對象使用：

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結語

《ATD》只是社團部門內提出的一個遊戲項目，而我負責這個項目的程序架構設計，然而中途開發由於很多事，咱們不得不放棄了這個項目。所以纔想寫點東西總結一下開發這個項目時的經驗。

以後還會有新博文來更新這個系列，大概涉及《ATD》的遊戲對象模型，全局遊戲邏輯，UI/HUD/特效/聲音管理，工具等，也同時會分享一些trick。