目录
- 一、游戏内容
- 二、UML图
- 三、游戏的实现
- 1. DiskFactory
- 2. SSAction
- 3. SSActionManager
- 4. ISceneController
- 5. UserGUI
- 6. 自定义组件
- 四、 运行界面与代码传送门
- 五、知识点
一、游戏内容
编写一个简单的鼠标打飞碟（Hit UFO）游戏
游戏规则：
1. 游戏有 n 个 round，每个 round 都包括10 次 trial；
2. 每个 trial 的飞碟的色彩、大小、发射位置、速度、角度、同时出现的个数都可能不同。它们由该 round 的 ruler 控制；
3. 每个 trial 的飞碟有随机性，总体难度随 round 上升；
4. 鼠标点中得分，得分规则按色彩、大小、速度不同计算，规则可自由设定。附加要求：
1. 使用带缓存的工厂模式管理不同飞碟的生产与回收，该工厂必须是场景单实例的！具体实现见参考资源 Singleton 模板类
2. 尽可能使用前面 MVC 结构实现人机交互与游戏模型分离
基于以上要求，详细的游戏规则如下：
- 飞碟：游戏中共创建了三种飞碟，按照难易程度设置其大小和飞行速度
- 分数：三种飞碟按照难易程度，击中后得到的分数分别为3，2，1
- 血量：玩家的初始血量为10，每当一个飞碟飞出视野后玩家血量减一
- 关卡：游戏共设置3个关卡，每个关卡中都有10波飞碟来袭。关卡一同时会出现3个飞碟，关卡二同时有5个飞碟，关卡三有8个飞碟。飞碟的飞行速度也会随着关卡增高而有所增加。
- 胜利：成功通过三个关卡
- 失败：玩家的血量被清零
二、UML图
三、游戏的实现
1. DiskFactory
飞碟工厂实现对不同飞碟的生产、管理以及回收。需要注意的是，这里使用的是带缓存的单实例工厂模式。
- 单实例：运用模板，可以为每个 MonoBehaviour子类创建一个对象的实例:
Singleten<T> - 带缓存的工厂：由于对飞碟的多次创建与销毁开销很大，所以我们使用带缓存的工厂来避免频繁的创建与销毁操作。当一个飞碟需要被销毁时，工厂并不直接销毁他，而是将其标记为“空闲”，表示他已经不被场景使用了。在新的飞碟被需要时，工厂不会直接去实例化一个新的飞碟，而是从被标记“空闲”的飞碟中选择可用的实例，只有在当前没有可用的实例时，工厂才会去真正实例化一个新的飞碟。这样一来就能减少游戏不断创建与销毁游戏对象的极大开销。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class DiskModel{
public GameObject disk;
public int type; //飞碟的类型，根据类型实例化预制的飞碟
public int ID; //飞碟的标识
public int score; //击中飞碟后可得的分数
//根据飞碟类型和标识ID来创建飞碟
public DiskModel(int type, int ID) {
disk = Object.Instantiate(Resources.Load<GameObject>("disk"+type.ToString()), Vector3.zero, Quaternion.identity);
this.type = type;
this.ID = ID;
score = type + 1;
}
public int getDiskID() {
return ID;
}public void setDiskID(int ID) {
this.ID = ID;
}
public int getType() {
return type;
}
}
public class DiskFactory : MonoBehaviour {
private int diskID = 0;
private List<DiskModel>[] disks = new List<DiskModel>[3]; //共有三种飞碟
bool[,] diskStatus = new bool[3, 20]; //每种飞碟最多有二十个
int[] size = new int[3]; //保存当前已创建出来的每种飞碟的数量private List<DiskModel> ddisk = new List<DiskModel>();
public void Start() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
size[i] = 0;
disks[i] = new List<DiskModel>();
}
for (int j = 0; j < 3; j++) {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
diskStatus[j, i] = true;
}
}
}
//随机获取一种空闲飞碟，如果飞碟不足则新建一个实例
public DiskModel getDisk() {
//随机从三种预制中选择一个飞碟外观
int type = Random.Range(0, 3);
DiskModel disk;
//尝试获取已经被创建但目前处于空闲态的飞碟
for (int i = 0; i < size[type]; i++) {
if (diskStatus[type, i] == false) {
diskStatus[type, i] = true;
disks[type][i].disk.SetActive(true);
disk = disks[type][i];
disk.setDiskID(diskID);
diskID++;
//取出时飞碟不能够有爆炸特效
disk.disk.GetComponent<ParticleSystem>().Stop();
return disk;
}
}
//当前没有可用的空闲飞碟，需要创建
disk = new DiskModel(type, diskID);
diskID++;
disks[type].Add(disk);
diskStatus[type, size[type]] = true;
size[type]++;
disk.disk.GetComponent<ParticleSystem>().Stop();
return disk;
}
//回收飞碟
public void FreeDisk(DiskModel disk) {
int type = disk.getType();
int ID = disk.getDiskID();
for (int i = 0; i < size[type]; i++) {
if (disk.getDiskID() == disks[type][i].getDiskID()) {
diskStatus[type, i] = false;
return;
}
}
}
//根据 gameobject 的 instanceID 来查找飞碟
public DiskModel findDisk(int InstanceID) {
for(int i = 0; i < 3; i++) {
for(int j = 0; j < size[i]; j++) {
if (disks[i][j].disk.GetInstanceID() == InstanceID) return disks[i][j];
}
}
return null;
}}
2. SSAction
基类 SSAction在上一篇博客已经介绍过，这里只介绍本次使用的子类 FlyAction FlyAction实际上只是一个简单的直线动作，但是与CCMoveAction不同的是其参数是飞行的角度和速度。
public class FlyAction : SSAction{
private Vector3 angle;
private float speed;//根据飞行角度和速度获取一个FlyAction
public static FlyAction GetSSAction(Vector3 angle, float speed) {
FlyAction action = CreateInstance<FlyAction>();
action.angle = angle;
action.speed = speed;
return action;
}
//实现简单的直线飞行
public override void Update() {
transform.position += angle * Time.deltaTime * speed;
}
public override void Start() {
Update();
}}
3. SSActionManager
FlyActionManager 是本次游戏的动作管理者，管理此次控制飞碟运动的多个Action。
FlyActionManager 具有的功能：
- 使用Ruler为每个 Action 设置合适的飞行角度和速度
- 为输入的飞碟寻找一个空闲的 Action 进行飞行动作
- 在每次 Update 时 FlyActionManager 对被使用的所有 action 进行 Update 调用
public class FlyActionManager : SSActionManager {
public FlyAction[] actions = new FlyAction[20]; //最多建立20个action
public int[] diskID = new int[20]; //action 所应用的飞碟的ID
public ISceneController controller;
private Ruler ruler; //根据不同 round 对飞碟的性能参数做设置
int round;
protected void Start() {
controller = (ISceneController)SSDirector.getInstance().currentSceneController;
controller.actionManager = this;
ruler = new Ruler();
for(int i = 0; i < 20; i++) {
diskID[i] = -1; //开始时没有可用飞碟，ID 均为-1
}
}
public void Update() {
for(int i = 0; i < 20; i++) {
if (diskID[i] != -1) {
//执行有附着在飞碟上的 action
actions[i].Update();
}
}
}
public void setRound(int round) {
this.round = round;
}
public void UFOFly(DiskModel disk) {
ruler.setRound(round);
disk.disk.transform.position = ruler.getStart();//设置飞碟的出现位置
int index = 0;
for (; diskID[index] != -1; index++) ;//找到空闲的 Action
actions[index] = FlyAction.GetSSAction(ruler.getAngle(), ruler.getSpeed());
diskID[index] = disk.getDiskID();
this.RunAction(disk.disk, actions[index], this);
}
public void freeAction(DiskModel disk) {
for(int i = 0; i < 20; i++) {
//当飞碟不再需要时，actionManager可以简单的将对应的action设为空闲，而非直接删除 action
if(diskID[i] == disk.getDiskID()) {
diskID[i] = -1;
break;
}
}
}
}
//为飞碟设置合适的性能参数
public class Ruler {
private int round;
public void setRound(int round) {
this.round = round;
}//获得飞碟出现的位置
public Vector3 getStart() {
int x = Random.Range(-25, 25); //相机能够看到的位置
int y = Random.Range(-25, 25); //相机能够看到的位置
int z = Random.Range(-5, 5); //将位置局限在（-5.5），以免由于 z 距离过远影响游戏体验
return new Vector3(x, y, z);
}
public Vector3 getAngle() {
int xFlag = Random.Range(0, 2);
int yFlag = Random.Range(0, 2);
float x = Random.Range(0, 0.50f);//angle_x属于（0，0.5）
float y = 1 - x; //angle_y = 1-x
float z = 0; //将z设为0使飞碟的运动轨迹始终保持在x-y平面上，有利于游戏体验
if (xFlag == 1) x *= -1; //随机将角度设为负数
if (xFlag == 1) y *= -1;
return new Vector3(x, y, z);
}
//设置速度
public float getSpeed() {
//飞碟速度随着round增加而增加
return 5 + round * 3;
}}
4. ISceneController
ISceneController通过使用飞碟工厂以及动作管理器来实现对游戏的全局把控。
其主要功能为：
- 在飞碟数量小于当前 round 值规定时，向场景中发送飞碟；
- 对场景中所有飞碟进行位置判断，如果超出视野范围则“销毁”飞碟；
- 判断玩家的射击操作，击中飞碟后进行爆炸特效、增加分数、销毁飞碟等一系列处理；
//IUserAction有获取分数、血量、trail、round，以及启动游戏的功能
public interface IUserAction {
int getScore();
int getLife();
int getTrail();
int getRound();
void startGame();
}
public class ISceneController : MonoBehaviour, IUserAction {
public FlyActionManager actionManager;
public DiskFactory diskFactory;
private List<DiskModel> currentDisks = new List<DiskModel>();
private int diskCount = 0; //当前场景中的飞碟数量
private int[] maxCount = { 3, 5, 5 }; //每个round中飞碟需要维持的数目，数目不足时将发送新的飞碟
private int round = 0; //当前游戏的 round
private int currentTrial = 0;//当前游戏的 trail
private int score = 0; //获得的分数
private int[] scoreOfRound = { 5, 5, 5 }; //每个round需要达成的分数目标
private bool playing = false;
private int life = 10; //血量
public UserGUI userGUI;
void Start() {
SSDirector director = SSDirector.getInstance();
director.currentSceneController = this;
diskFactory = Singleton<DiskFactory>.Instance;
actionManager = gameObject.AddComponent<FlyActionManager>() as FlyActionManager;
actionManager.setRound(round);
userGUI = gameObject.AddComponent<UserGUI>() as UserGUI;
}
void Update() {
//发送飞碟
if (playing) {
if (diskCount < maxCount[round])
sendDisk();
//检查当前游戏状态是否允许升级
checkStatus();
removeRemoteDisk();
//检查玩家的射击操作
if (Input.GetButtonDown("Fire1")) {
Vector3 mp = Input.mousePosition;
Hit(mp);
}
}
}
public void startGame() {
life = 10;
playing = true;
}
public int getScore() {
return score;
}
public int getLife() {
return life;
}
public int getTrail() {
return currentTrial;
}
public int getRound() {
return round;
}
//检查当前游戏状态
//检查当前trail是否足以进入下一 round
//检查当前round是否足够结束游戏
public void checkStatus() {
//此时的分数大于设置的阈值，游戏进入下一阶段，分数清零重新计算
if (score >= scoreOfRound[round]) {
currentTrial++;
score = 0;
//当游戏的trail大于3时进入下一 round
if (currentTrial >= 3) {
round++;
life = 10;//当游戏进入到新的round生命值回复
if (round >= 3) winGame();
currentTrial = 0;
actionManager.setRound(round);
}
}
}
//判断飞碟是否已经离开视野
private bool outOfSight(Vector3 pos) {
return pos.x > 35 || pos.x < -35
|| pos.y > 35 || pos.y < -35
|| pos.z > 10 || pos.z < -300;
}
//检查当前所有被使用的飞碟是否已经飞出视野
//将飞出视野的飞碟“销毁”
//每销毁一个飞碟就将当前飞碟数量减一，游戏将自动补齐缺少的飞碟
private void removeRemoteDisk() {
for (int i = 0; i < diskCount; i++) {
GameObject tmp = currentDisks[i].disk;
if (outOfSight(tmp.transform.position)) {
tmp.SetActive(false);
diskFactory.FreeDisk(currentDisks[i]);
actionManager.freeAction(currentDisks[i]);
currentDisks.Remove(currentDisks[i]);
diskCount--;
life--;
}
}
}
//发送飞碟
private void sendDisk() {
diskCount++;
DiskModel disk = diskFactory.getDisk(); //从工厂获取新的飞碟
currentDisks.Add(disk); //将新飞碟加入到当前的列表
actionManager.UFOFly(disk); //令飞碟进行移动
}
//检查玩家是否射中飞碟
public void Hit(Vector3 pos) {
Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(pos);
RaycastHit[] hits;
hits = Physics.RaycastAll(ray);
DiskModel hitDisk;
for (int i = 0; i < hits.Length; i++) {
RaycastHit hit = hits[i];
hitDisk = diskFactory.findDisk(hit.collider.gameObject.GetInstanceID());
//射线打中物体
if (hitDisk != null) {
score += hitDisk.score;
//显示爆炸粒子效果
hitDisk.disk.GetComponent<ParticleSystem>().Play();
//等0.5秒后执行回收飞碟
StartCoroutine(WaitingParticle(0.50f, diskFactory, hitDisk));
break;
}
}
}
public void winGame() {
playing = false;
Debug.Log("you win");
}
//暂停几秒后回收飞碟
IEnumerator WaitingParticle(float wait_time, DiskFactory diskFactory, DiskModel hitDisk) {
yield return new WaitForSeconds(wait_time);
hitDisk.disk.SetActive(false);
hitDisk.disk.GetComponent<ParticleSystem>().Stop();
currentDisks.Remove(hitDisk);
actionManager.freeAction(hitDisk);
diskFactory.FreeDisk(hitDisk);
diskCount--;
}}
5. UserGUI
UI的作用比较简单，主要是实现显示当前分数、血量、关卡，以及在关卡之间切换的功能。我在这里主要是参考了师兄师姐的实现，然后按照自己的规则做了一些改动。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class UserGUI : MonoBehaviour {
private IUserAction action;//每个GUI的style
GUIStyle bold_style = new GUIStyle();
GUIStyle text_style = new GUIStyle();
GUIStyle over_style = new GUIStyle();
bool show;
int round;
bool changeRound;
bool playing = true;
void Start() {
show = true;
changeRound = false;
action = SSDirector.getInstance().currentSceneController as IUserAction;
}
void OnGUI() {
if (!playing) {
if (action.getLife() < 0) {
GUI.Button(new Rect(0, 0, Screen.width, Screen.width), "YOU LOSE");
}
else {
GUI.Button(new Rect(0, 0, Screen.width, Screen.width), "YOU WIN");
}
return;
}
bold_style.normal.textColor = new Color(1, 0, 0);
bold_style.fontSize = 16;
text_style.normal.textColor = new Color(0, 0, 0, 1);
text_style.fontSize = 16;
over_style.normal.textColor = new Color(1, 0, 0);
over_style.fontSize = 25;
if (action.getLife() < 0) {
playing = false;
}
if (changeRound) {
GUI.Label(new Rect(Screen.width / 2 - 120, Screen.width / 2 - 220, 400, 100), " N E X T R O U N D ", over_style);
if (GUI.Button(new Rect(0, 0, Screen.width, Screen.width), "press to continue")) {
changeRound = false;
action.startGame();
}
}
else {
if (show) {
GUI.Label(new Rect(Screen.width / 2 - 170, Screen.width / 2 - 180, 400, 100), "大量UFO出现，点击它们即可消灭，快来加入战斗吧", text_style);
if (GUI.Button(new Rect(Screen.width / 2 - 40, Screen.width / 2 - 120, 100, 50), "开始")) {
show = false;
action.startGame();
}
}
else {
GUI.Label(new Rect(Screen.width - 120, 20, 200, 50), "score:", text_style);
GUI.Label(new Rect(Screen.width - 70, 20, 200, 50), action.getScore().ToString(), bold_style);
GUI.Label(new Rect(Screen.width - 120, 50, 200, 50), "trial:", text_style);
GUI.Label(new Rect(Screen.width - 70, 50, 200, 50), (action.getTrail() + 1).ToString(), bold_style);
GUI.Label(new Rect(Screen.width - 120, 80, 50, 50), "life:", text_style);
GUI.Label(new Rect(Screen.width - 70, 80, 50, 50), action.getLife().ToString(), bold_style);
if (action.getRound() > round) {
round = action.getRound();
if (round > 2) playing = false;
changeRound = true;
}
}
}
}}
6. 自定义组件
自定义组件需要我们新建一个脚本，并且继承Editor，在类的前面添加：
[CustomEditor(typeof(DiskData))]，这里的DiskData就是要实现自定义组件的类。在这之后添加[CanEditMultipleObjects]，实现了多个对象可以不同的修改。如果没有这个标签，那么在Inspector修改之后，拥有这个DiskData作为组件的预制体所有修改都会同步。SerializedProperty是我们需要序列化的属性，通过EditorGUILayout的不同的方法，可以在Inspector中用不同方式呈现我们序列化的属性。序列化的属性的呈现方式需要在OnInspectorGUI中进行编写。
- 自定义组件的实现：
//脚本DiskData
public class DiskData : MonoBehaviour
{
public int score = 1; //射击此飞碟得分
public Color color = Color.white; //飞碟颜色
public Vector3 direction; //飞碟初始的位置
public Vector3 scale = new Vector3( 1 ,0.25f, 1); //飞碟大小
}//脚本MyDiskEditor
[CustomEditor(typeof(DiskData))]
[CanEditMultipleObjects]
public class MyDiskEditor: Editor
{
SerializedProperty score; //分数
SerializedProperty color; //颜色
SerializedProperty scale; //大小void OnEnable()
{
//序列化对象后获得各个值
score = serializedObject.FindProperty("score");
color = serializedObject.FindProperty("color");
scale = serializedObject.FindProperty("scale");
}
public override void OnInspectorGUI()
{
//更新serializedProperty，始终在OnInspectorGUI的开头执行此操作
serializedObject.Update();
//设置滑动条
EditorGUILayout.IntSlider(score, 0, 5, new GUIContent("score"));
if (!score.hasMultipleDifferentValues)
{
//显示进度条
ProgressBar(score.intValue / 5f, "score");
}
//显示值
EditorGUILayout.PropertyField(color);
EditorGUILayout.PropertyField(scale);
//将更改应用于serializedProperty，始终在OnInspectorGUI的末尾执行此操作
serializedObject.ApplyModifiedProperties();
}
private void ProgressBar(float value, string label)
{
Rect rect = GUILayoutUtility.GetRect(18, 18, "TextField");
EditorGUI.ProgressBar(rect, value, label);
EditorGUILayout.Space();
}}
四、 运行界面与代码传送门
PS：为了使游戏尽早完成进行展示视频中trial的个数被设置为3
五、知识点
- c# 中二维数组和交错数组
二维数组是按照你定义的类型的一组数，比如int [2,3]那就是说一个两行三列，每一个元素都是>一个整型数的数组，但是交错数组int[2][]，意思是这个数组有两个元素，每一个元素都是一个>整型的数组，但是长度可以不一样，比如int [][] arr= new int[2][];因为每个数组的元素不一样，所>以后面的[]不能填值。
int [0][]=new int[10];
int [1][]=new int[8];int arr = new int3{ new int[2]{1,2}, new int[3]{3,4,5},
new int[4]{6,7,8,9}
};
foreach (var item in arr)//最外层得到每个数组
{
foreach (var i in item)//内层是去每个数组中访问元素
{
Console.Write(i);
}
Console.WriteLine();
}- 随机数
Random.Range(Min，Max)的使用
static function Range (min : float, max : float) : float当Range的参数是float时，返回一个在Min和max之间的随机浮点数，区间为[min，max]
function Range (min : int, max : int) : int当Range的参数是整型时，返回一个在Min和max之间的随机整数，区间为[min，max)
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