《ATD》 游戏简介
游戏类型：塔防+RPG的3D游戏
游戏要素：3D 塔防 英雄 建筑树 搭配
主体玩法：游戏里将会有一波波怪物进攻基地。玩家可以建造塔来防御敌人，同时也可以控制单独的个体英雄角色来攻击敌人。
游戏模式：
- 第三人称视角的RPG模式
- 上帝视角的建造模式
控制方式：在游戏中使用Tab按键，切换这两种操作模式：
- RPG模式下：WASD控制移动，Space跳跃，鼠标左键普通攻击。
- 建造模式下：鼠标左键建造，E销毁已建造的建筑。
- 数字键1,2,3,4,5,6控制物品栏,对应英雄技能或者建筑安放。
胜利条件：消灭所有敌人 或者 坚持到时间结束
失败条件：基地生命值为0 或者 英雄死亡
《ATD》 整体结构
一般来说，整个Unity游戏项目整体结构，我比较偏向分为如下5部分：
场景对象 ：不会产生互动的可视物体对象，例如地型/建筑/灯光。
游戏对象 ：参与互动的游戏对象，例如英雄/怪物/塔。
游戏逻辑 ：负责控制游戏的逻辑，其逻辑对象一般是单例的。
非游戏性对象 ：负责增强游戏效果，但不是直接的游戏逻辑，例如UI/HUD/特效/声音。
工具 ：负责辅助编码，例如日志工具，调试工具。
在《ATD》游戏项目里，我是这样设置游戏对象目录的：
注：“个体”在《ATD》里的术语表示游戏对象单位。
《ATD》 游戏机制
通过分析《ATD》策划案，确立了两种需要实现的基本游戏机制：
Buff机制
和策划商量后，策划制作了下面一张含所有Buff属性的Excel表：
由于策划还没想好Buff名字，直接套用装备或者技能名字来命名Buff。
首先，使用了一个数据类型BuffData，用于完全映射Buff在表格的所有属性：
public class BuffData
{
public int ID;
public string Name;
public int HpChange; //血量变化
public double HpChange_p; //血量百分比变化
public int AttackChange; //攻击力变化
public double AttackChange_p; //攻击力百分比变化
public double AttSpeedChange_p; //攻击速度百分比变化
public double SpeedChange_p; //速度百分比变化
public int HpReturnChange; //血量恢复数值
public double HpReturnChange_p; //血量百分比恢复数值
public int AddReviveCount; //增加复活次数
public bool isDecelerate; //减速
public bool isVertigo; //眩晕
public bool isParalysis; //麻痹
//...等属性
}
然后我们就可以用一个 List<BuffData>来存储表示所有Buff种类。
为了读取Excel表，并根据读入的所有Buff种类属性来初始化 List<BuffData>，于是就引入了一个BuffDataBase的全局单例类来负责此事:
//全局单例类
public class BuffDataBase : MonoBehaviour
{
//读取excel插件生成的json文件
public TextAsset buffDataJson;
//存储BuffData的列表
private List<BuffData> buffDatas;
//全局单例实现
//...
//根据ID获取相应的BuffData对象
public BuffData GetBuffData(int ID){
//...
}
}
为了表示游戏对象得到/失去一个Buff而从BuffDataBase找到并拷贝一份BuffData对象/释放掉一份BuffData对象显然是不明智的。（BuffData所占空间大，开销大）
正确的做法应该是使用索引/引用的方式，例如某个游戏对象持有3号索引，则表示它当前受一个ID为3的Buff影响。
为了引入Buff的时间有效性，则进一步封装索引，于是编写了下面一个Buff类：
public class Buff
{
public int ID; //BuffData的ID（索引）
public double time; //持续时间
public int repeatCount; //重复次数
public bool isTrigger; //是否触发类型
}
因为每个Buff的时间有效性都有所不同：有些Buff是一次性触发Buff；也有一些是持续性Buff，持续N秒；还有一些是被动buff，永久生效。
所以我这里就总结了个规则，Buff主要分为两种类型：
- 持续型(Non-Trigger)：开始对属性造成生效影响一次，有效时间结束时造成失效影响一次。例如一段时间内增加攻速Buff
- 触发性型(Trigger)：有效时间内，每一帧对属性造成生效影响一次。例如一次性伤害Buff,光环Buff。
然后Buff的有效时间取决于2个属性：
- 持续时间(time)：每帧持续时间减少DeltaTime
- 触发次数(repeatCount)：每帧触发次数减一
当一个Buff对象，持续时间 <= 0 并且 触发次数为0，则应视为失效。特殊地，触发次数为-1时，表示无限时间。
这样Buff/BuffData/BuffDataBase基本构造就出现了：
整个游戏同种类Buff只用存储一份BuffData；但是可以有很多个对象持有索引/引用，指向这个BuffData。
游戏对象持有Buff对象，通过BuffDataBase访问BuffData的数据，然后利用这些数据对游戏对象属性造成影响。
看到这里，可能会有人想到前面有个问题：对于任意一种Buff，它往往有很多属性是false或者0，使用这种完全映射会不会很影响空间占用或者效率。
- 首先，空间占用绝对不用担心，因为前面BuffDataBase机制保证同种Buff只有唯一BuffData副本，其所有BuffData总共占用量不过几kb而已。
- 其次，至于效率，例如说某个Buff对某个游戏对象造成影响，因为是完全映射，所以需要对该游戏对象每个属性都要进行更新，其实这也并不是太糟糕。
而且只要游戏对象有比较好的Buff计算方式，可以让一个Buff对象的整个有效周期只对对象造成两次影响计算（生效影响，失效影响），避免每帧出现影响多余的计算，这样就很不错了。
Skill机制(技能机制)
可以说技能是我比较头疼的部分。
看到那千奇百怪的Skill需求时，然后才总结出大概这几个分类：
- 主动Buff技能 = 主动释放，生成一个Buff
- 被动Buff技能 = 初始化时，生成一个Buff
- 召唤技能 = 生成一个游戏对象
- 指向性技能 = 主动释放，对锁定的目标生成一个Buff
最后我决定使用继承接口的方式来实现Skill：
技能接口:
public interface ISkill
{
// 技能初始化接口
void InitSkill(Individual user);
// 使用技能接口
void ReleaseSkill(Individual user);
/// 技能每帧更新
void UpdateSkill(Individual user);
/// 技能是否冷却
bool IsColdTimeEnd();
// 技能冷却百分比
float GetColdTimePercent();
}
需要注意的一点是，技能并不是主动释放时调用一个自定义的技能函数即可完事：
例如持续性的范围技能，需要每帧调用散发Buff的函数。
所以一个ISkill对象 该有这3种重要的接口方法：初始化/主动释放/每帧更新
下面是其中一个派生类的具体实现：
由于一开始设计考虑不足，Buff技能类暂时包含了ActiveBuff技能类和PassiveBuff技能类的功能。
// 示例：Buff技能类
public class BuffSkill : ISkill
{
public int buffID; //目的Buff
public bool isAura = true; //光环
public bool releasable = true; //是否主动释放
public float range = 0.01f; //范围
private float coldTime = 5.0f; //冷却时间
private float timer = 5.0f; //冷却计时
//构造方法
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;
}
//初始化技能
public void InitSkill(Individual master)
{
//非光环的被动buff
if (!releasable && !isAura)
{
var individual = master.GetComponent<Individual>();
master.GetComponent<MessageSystem>().SendMessage(2, individual.ID,buffID);
}
}
//释放技能
public void ReleaseSkill(Individual master)
{
//主动buff
if (releasable && IsColdTimeEnd())
{
timer = 0.0f;
Factory.TraversalIndividualsInCircle(
(individual) => { master.GetComponent<MessageSystem>().SendMessage(2, individual.ID, buffID); }
, master.transform.position, range);
}
}
//技能每帧更新
public void UpdateSkill(Individual master)
{
//增加计时
timer =Mathf.Min(timer+Time.deltaTime, coldTime);
//光环被动buff：每帧向周围range范围内的对象散发buff
if (!releasable && isAura)
{
Factory.TraversalIndividualsInCircle(
(individual) => { master.GetComponent<MessageSystem>().SendMessage(2, individual.ID, buffID); }
, master.transform.position, range);
}
}
//得到冷却时间百分比
public float GetColdTimePercent()
{
if (!releasable) return 1.0f;
return timer / coldTime;
}
//冷却时间是否结束
public bool IsColdTimeEnd()
{
return timer > coldTime;
}
}
派生类的构造函数很重要，这样即使硬编码了4个技能派生类，通过不同的数据参数传入，也能产生更多不同的技能对象。
最后还应该再写一个SkillDataBase全局单例类，它负责读取策划写的技能配置文件，来初始化出来一些ISkill对象，以供游戏对象使用。
不过项目代码还没写完，因此项目目前是直接在SkillDataBase的初始化函数直接硬编码3个技能。
public class SkillDataBase : MonoBehaviour
{
//技能json文件
public TextAsset skillDataJson;
//全局单例实现
//...
//读取文件，初始化ISkill对象给英雄使用
public void InitSkillsData(){
//...TODO:读取文件来初始化英雄的技能
//目前硬编码给英雄赋予3个技能
HeroSkills.Add(new BuffSkill(6, true, true, 5.0f)); //主动技能：嘲讽Buff
HeroSkills.Add(new BuffSkill(0, false, false)); //被动技能：回血buff
HeroSkills.Add(new BuffSkill(14, true, false)); //主动技能：攻速戒指buff
}
}
以后的话，SkillDataBase的初始化函数应该是读取某种配置文件，然后生成若干个对应的技能对象分配给游戏对象使用：
仇恨机制
待更新
《ATD》 游戏模型
策划案部分摘取
分析了策划案后，显而易见里面划分了这4种游戏模型：
英雄，怪物，陷阱，塔
继承实现游戏模型
最初想到的是使用继承的方式来实现这些游戏模型（如图）：
然而考虑到现在的英雄/怪物/陷阱/塔类型已经足够太多了，而且以后还可能会扩展更多。
若用继承的方式，其派生类数量将到达一个小团队难以维护的地步。
至于之前设计Skill机制的时候，为什么反而采用继承的方式，原因如下：
- 策划案里，Skill的种类只有8种，所以需要编写的派生类比较少，而英雄/怪物/陷阱/塔所有种类总共加起来有二十多种。
- Skill不是GameObject，没有Unity提供的GameObject-Component机制，不太方便接纳组件（除非自己再实现一套组件模式）。
- 实际上，还有个设计Skill的思路就是把Skill设计成一个行为树，通过组合节点来生成一个Skill。然而因为当时急于实现，于是抛弃了这个想法。
首先为了统一术语，避免游戏模型和Unity的GameObject弄混淆，我们定义了一个称之为 个体（Individual） 的名词，来表示一个游戏模型单位。
组合实现游戏模型
再想到Unity的GameObject-Component机制，于是最后我采用组合组件的方式来设计这几个游戏模型。
那么如何表示一个个体游戏对象呢？
首先我们需要编写一些个体游戏对象必要的组件脚本类。
对于一个个体游戏对象，它可能由如下图构成：
一般来说行为和输入都应该放在一起统称为控制器，然而实际上在游戏里，输入来源可能是玩家，也可能是AI，因此把个体对象行为和输入分离是个好的选择。
也就是说它得有属性，行为，操控行为的输入，还得可以容纳Buff机制，Skill机制和装备机制。
根据这些需求分化出来不少组件类：
然后为了解耦各组件的依赖关系，特别是跨游戏对象的组件依赖，于是还额外引入了一个 消息系统组件 ，实际上就是用于实现观察者模式。
每个个体对象都必须带一个消息系统组件，且其他编写的组件类基本上都依赖这个消息系统组件。
例如，A个体用指向性技能对B个体进行释放实际上的行为是：
由A个体的 技能系统组件 发送消息给A个体的 消息系统组件 ，
然后A个体的 消息系统组件 把消息再转发给B个体的 消息系统组件，
B个体的 消息系统组件 再把消息通知给 Buff系统组件 ，从而让B个体受到该Buff影响。
组合实现设计结构
最终个体游戏对象的组件依赖关系图：
然后通过一个GameObject然后添加好模型，然后放置一些组件从而组合出来一个个体游戏对象。
一个怪物个体游戏对象示例：
结语
《ATD》本来只是社团部门内提出的一个Unity游戏项目，而我负责这个项目的程序架构设计。
然而中途开发因为不少事，我们不得不放弃了这个项目。
感觉到有些可惜，因此才想得写点东西总结一下开发这个项目时的经验。