Unity《ATD》塔防RPG类3D游戏架构设计（一）

来源：cnblogs　　作者：KillerAery　　时间：2019/7/16 8:38:10　　对本文有异议

《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，确立了两种基本游戏机制：

Buff机制
Skill机制(技能机制)

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
    public bool isSleep;              //睡眠
    public bool isBound;              //束缚
    public bool isBurn;               //点燃
    public bool isCharm;              //魅惑
    public bool isIncreaseAttSpeed;   //攻速提高
    public bool isPoisoning;          //中毒
    public bool isImmuneControl;      //免疫控制
    public bool isRevenge;            //复仇
    public bool isTaunt;              //嘲讽
    public bool isIncreaseHpReturn;   //回血速度提高
    public bool isIncreaseAttack;     //攻击力提高
}

然后我们就可以用一个List

//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){
      //...
    }
}

为了表示游戏对象动态得到/失去一个Buff而从BuffDataBase找到对应并拷贝一份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3号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
非持续型(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基本构造就这样了：
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

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：

技能接口类:

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：

由于进度未完，目前只有两个派生类：Buff技能类和召唤技能类。
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
    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)
    {
        //增加计时
        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Skill对象，以供游戏对象使用。

不过项目代码还没写完，因此目前是直接在SkillDataBase的初始化函数直接硬编码3个技能。

//TODO
//目前硬编码给玩家赋予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