基于Unity的塔防游戏
作者：***
来源：《丝路艺术》2017年第03期
        摘 要：利用Unity游戏开发引擎来设计一款休闲策略塔防游戏《保卫萝卜》，游戏系统分为两大模块，游戏基础模块和游戏逻辑管理模块，两大模块细划分为资源管理模块、数据存储模块、页面UI管理模块、游戏逻辑模块和关卡模块。其中游戏逻辑模块是整个游戏的核心模块，数据存储管理模块和关卡管理模块为游戏提供了灵活的扩展能力，可以通过 xml 文件对关卡进行配置，将游戏的逻辑与实现相分离。运用算法实现怪物自动寻路，运用对象池技术实现子弹的优化，脚本动态加载地图读取关卡，按照游戏的开发思路，从相关知识介绍、游戏设计、游戏实现到游戏测试一步步展开工作。
        关键词：Unity；塔防；算法；对象池
        1 引言
        随着互联网技术的迅速兴起和发展，人们生活质量在不断的提高，人们对生活品质也在不断增加。当前计算机电脑的普及，玩电脑游戏已经成为人们娱乐的主要方式之一[4]。选择一款独特的、吸引人的、画面精美的游戏已成为一种主流。尽管目前市场上存在各种游戏，但塔防游戏市场仍然相当大。 因为它的特殊之处在于人们在游戏过程中沉浸其中，而且难度越大，挑战性越强，越刺激。而且对于工作的人来说，也不可能花费大量时间用在游戏上，他们会在休闲时间，来享受这短暂的快乐，所以像这款保卫萝卜塔防游戏就刚好迎合了他们的需求。
        2 工具及关键技术介绍
        2.1工具介绍
        Unity是近些年来十分热门的游戏专业开发引擎之一，包含各种开发工具，可发布多平台的一个全面整合的专业游戏引擎，它可以一边运行一边调试，在运行调试过程中可以让开发者挖掘到其中的乐趣，不断迸发想法，不断学习。
        一个完整的Unity程序是由若干个场景组合而成的，每个场景都由许多游戏对象组成，
每个游戏对象可以有若干个组件，脚本也是组件之一，通过脚本控制场景中的物体，跳转场景等等是主要的操作手段，可以说，脚本即是大脑。
        Unity简单直观的设计界面，高度的兼容性，使得游戏开发者能高效的完成工作。因此，Unity成为了目前国内大部分游戏开发者的首选工具。
        2.2关键技术介绍
        （1）对象池
        对象池的应用在于减少内存开销，其原理就是把可能要反复用到的对象，先存在一个“池子”里，要用的时候就调出来，不用的时候就放回去[5]，比如炮塔的子弹就是用的对象池技术。
        （2）自动寻路算法
        自动寻路算法意思是从某点自动到另一个点的算法[3]，一般用于解放玩家双手，自动寻某个NPC等，在塔防游戏中，自动寻路一般用于怪物身上，通过在地图上设置寻路点，通过判断这些点来使怪物沿着一条固定的路径前进。
        3需求分析
        人们生活节奏越来越快，游戏已经成为人们生活中必不可少的一部分，人们通过玩游戏放松自己、消遣时间，而游戏的种类也是越出越多，通过对学生发放的100份调查问卷得出，针对“你喜欢哪款类型的游戏”这一问题中得出，47位同学选择了塔防游戏这一选项，可见塔防游戏并非沉寂，塔防游戏时间短，无论何时何地就能随时玩一把，而且代入感强，使玩家沉浸其中，紧张又刺激，随着关卡越高难度也越来越难，这一点更能带领玩家要强的本质。
        4游戏设计
        保卫萝卜是一款休闲策略类塔防游戏，怪物会沿着一条道路前进，玩家通过建立炮塔攻击怪物来保卫萝卜不被怪物吃掉，不同关卡难度不同，关卡越高，难度越大[1]。玩家进入游戏后，在主菜单选择游戏模式，跳转到关卡界面，可以查看帮助和返回主界面，默认玩家只能选择第一关，后续关卡为锁定状态，玩家只有在通过第一关后才能进入第二关，当所有关卡都通关后，跳转通关界面，玩家可以选择重新开始游戏或者清档，重新开始游戏闯过的关卡可以直接进入；清档后相当于初始化，回到游戏最初状态，关卡锁定。
        4.1游戏总体设计
        本设计为2D策略塔防类游戏，场景界面元素通过Unity5.6自带的插件UGUI，导入外部资源包，在场景中创建Canvas画布为基础，ITween插件辅助界面动画显示，脚本进行控制。整个游戏系统分为两大部分：游戏基础模块和游戏逻辑管理模块，游戏基础模块又分为资源管理模块，数据存储模块和页面UI管理模块，资源管理模块中包含着游戏的全部资源，包括动画、特效、2D图形，关卡配置文件等。游戏逻辑管理模块包含着游戏最重要的逻辑模块。
        4.1.1游戏框架设计
        Unity中的每个场景都以树状层次结构组织游戏对象，每个游戏对象可以有多个组件。 因此，整个游戏系统都要符合这种规范，在这种规范下为了满足设计的高内聚、低耦合，采用MVC模型来设计游戏的层次结构 ，使得游戏结构变得清晰简单有条理，之间互不影响、互相隔离开来，方便日后的功能扩展。
        4.2游戏详细设计
        4.2.1 地图编辑器
        地图是游戏中重要的一部分，在本游戏中更是如此，通过MapEditor类和Map类实现在编辑器内对地图关卡的加载关卡、读取关卡XML数据、清除塔位、消除路径、保存关卡数据等操作，创建Map类来保存地图相关属性，通过OnDrawGizmos方法计算地图的大小，通过对地图的计算绘制行列，将地图分割成等大小的格子。创建地图寻路点和怪物的寻路路径，通过鼠标左键点击格子可以添加塔位，鼠标右键点击删除塔位，设置寻路路径。
        4.2.2 读取、保存关卡
        在塔防游戏里，关卡是游戏的核心，关卡中地图的数据就显得尤为重要。通过加载关卡文件，显示出关卡，关卡文件中包含关卡名称、怪物行走路径点、可放置的塔的位置以及出怪的数量信息等、在编译器里可以对地图进行编辑，修改路径，炮塔塔位的数量，位置信息等，修改完毕后我们可以将修改的数据保存到地图中。游戏xml文件修改
        4.2.3游戏对象
        本游戏有三大游戏对象，萝卜，子弹和炮台，对各个游戏对象创建相对应的脚本来实现
游戏对象的属性，萝卜怪物的相关信息，炮塔的创建、升级、攻击、销毁，子弹的跟踪等等。在游戏界面，主角萝卜是处于一个动态的存在，萝卜在正常状态会眨眼睛，处于正常状态，在被怪物攻击了之后会全身抖一下，进入被攻击状态，Role类中保存了萝卜和怪物血量信息和死亡条件。炮塔有两个状态，一个是没有怪物在范围内时，炮塔会处于正常静止状态，当有怪物进入攻击范围时，炮塔会跳转到攻击状态，自动搜寻敌人转向。
        5 结语
        本文阐述了基于Unity游戏开发引擎，开发一款策略塔防类游戏-保卫萝卜。以培养学习者自主學习、单独思考、动手能力为基准，以对象池技术、自动寻路算法及动态加载等技术设计并实现基于Unity的塔防游戏保卫萝卜。该游戏运行流畅，性能稳定，不需要网络，由于Unity的跨平台性，可随时随地打开。
        参考文献：
        [1]穆海明，刘盼，刘兴华.基于Unity的游戏开发[J].通讯世界，2016（08）：288-289.
        [2]张国锋.基于Unity的游戏开发研究[J].电脑迷，2016（10）：2.
        [3]蒋恺.浅谈游戏中自动寻路算法的实现与应用[J].中国新通信，2018，20（02）：235-236.
        [4]程明智.王一夫.Unity游戏开发技术.北京：国防工业出版社.2012-8：230
        [5]汪永好.对象池技术的原理及其实现[J].计算机与信息技术，2016（11）：56-58.

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