A simple Unity3D game
看完了这篇文章以后，可以在另一个分支查看它的增强版。
这次我们重新制作一个打飞碟小游戏。游戏每一轮生成10个飞碟，每个飞碟随机飞行，玩家要在这一轮结束之前尽快地射击飞碟，击中了就加分，分数达到一定的程度就提升难度。这个游戏很基本，也很简单，我们通过它来学习玩家输入、使用射线、使用工厂来获取和回收对象，并且体会代码复用的技巧。
从我的github下载项目资源，将Assets文件夹覆盖你的项目中的Assets文件夹，然后在U3D中双击“hw5”，就可以运行了！
这个游戏有一些资源是从外部导入的，比如说RigidBodyFPSController（第一人称控制器，可以像CS一样控制主角）来自标准资源库的Characters包（在这篇文章中我教大家导入了标准资源的Environments包）。
枪支的预制和爆炸的预制，是从Asset Store中免费下载的资源，下载好之后会弹出选择框，让你从下载的资源包中选择自己需要的资源。适当地使用他人的资源能够让你专注于自己的游戏内容。
在Update中使用Input.GetButton(string buttonName)，在某一帧如果这个按键出于按下状态，就返回true，否则返回false。通过这个方式来监测用户的输入并做出反应。
使用GetButton可以得到“扫射”的效果，也就是说如果你按着这个键不放，那么就一直返回true。Input.GetButtonDown则不一样，只有你“按下”的那一帧会返回true，只能得到“点射”的效果。 Input还可以监测键盘按键、鼠标移动等，其他的使用方式可以查找官方文档或搜索其他博客，这里我们专注于这个小游戏。
射线：
Ray ray = cam.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
RaycastHit hit;
if (Physics.Raycast(ray, out hit))
{
// do something
}通过cam.ScreenPointToRay(Input.mousePosition)我们得到了一条射线，从摄像机摄像鼠标点击的方向。Physics.Raycast(ray, out hit)将这条射线发射出去，如果射线击中了物体则返回true，并将射线击中的信息保存在参数hit中，你可以从中获得击中的物体、击中的位置等信息。
out是一个关键字，类似于传递引用、只不过函数会将out传进去的参数清空，再放入数据。也就是说如果使用ref关键字，信息有进有出；使用out，信息只出不进。
在我们的游戏中，Shooter就是用来监测鼠标点击并发射射线的，挂载在枪支对象上，射线击中UFO或地面就通知sceneController。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using Com.MyGameFramework;
public class Shooter : MonoBehaviour
{
public Camera cam;
private FirstController sceneController;
LayerMask layerMask; // 指定一些layer层，下面我们让射线只能击中这些layer中的物体
public GameObject muzzleFlash; // 枪口火焰的预制，我已经将预制拖动到了Inspector中
bool muzzleFlashEnable = false; // 是否显示枪口火焰
float muzzleFlashTimer = 0; // 记录枪口火焰已经显示了多久
const float muzzleFlashMaxTime = 0.1F; // 枪口火焰每次显示0.1秒
void Awake()
{
muzzleFlash.SetActive(false);
layerMask = LayerMask.GetMask("Shootable", "RayFinish");
// 指定这两个层，Shootable中是飞碟，RayFinish中的是地面Terrain
}
void Start()
{
cam = Camera.main;
sceneController = Director.getInstance().currentSceneController as FirstController;
}
void Update()
{
if (Input.GetButton("Fire1")) // Fire1按键是鼠标左键或左Ctrl键
{
Ray ray = cam.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
RaycastHit hit;
// layerMask参数使这个射线只能打中指定layer的物体
if (Physics.Raycast(ray, out hit, Mathf.Infinity, layerMask))
{
if (hit.transform.gameObject.layer == 8)
{ // 通过hit获取到了击中物体所在的层
UFOController UFOCtrl = hit.transform.GetComponent<UFOScript>().ctrl;
sceneController.UFOIsShot(UFOCtrl); // 通知sceneController
}
else if (hit.transform.gameObject.layer == 9)
{
sceneController.GroundIsShot(hit.point); // 通知sceneController
}
}
}
if (muzzleFlashEnable == false) // 显示枪口火焰
{
muzzleFlashEnable = true;
muzzleFlash.SetActive(true);
}
if (muzzleFlashEnable) // 计时，枪口火焰显示0.1秒后消失
{
muzzleFlashTimer += Time.deltaTime;
if (muzzleFlashTimer >= muzzleFlashMaxTime)
{
muzzleFlashEnable = false;
muzzleFlash.SetActive(false);
muzzleFlashTimer = 0;
}
}
}
}
关键的代码我都已经注释说明。物体被击中以后的事情交给sceneController来安排，Shooter只专注于“射击”的功能。
GameObject.Instantiate是一个非常消耗系统资源的函数。如果每一次我们需要飞碟的时候，我们都使用GameObject.Instantiate，游戏的性能会很差。所以我们现在使用一个工厂来回收利用使用完毕的UFO。UFO销毁的时候，我们不调用系统的destroy函数，而是仅仅setactive(false)，下次需要UFO的时候让它出现在应该的位置就可以了。这样做减少了Instantiate和Destroy的调用。
public class UFOFactory : MonoBehaviour
{
Queue<UFOController> freeQueue; // 储存空闲状态的UFO
List<UFOController> usingList; // 储存正在使用的UFO
GameObject originalUFO; // UFO的原型，以后创建UFO就克隆这个对象
int count = 0;
void Awake()
{
freeQueue = new Queue<UFOController>();
usingList = new List<UFOController>();
originalUFO = Instantiate(Resources.Load("ufo", typeof(GameObject))) as GameObject;
originalUFO.SetActive(false);
}
public UFOController produceUFO(UFOAttributes attr)
{
UFOController newUFO;
if (freeQueue.Count == 0) // 如果没有UFO空闲，则克隆一个对象
{
GameObject newObj = GameObject.Instantiate(originalUFO);
newUFO = new UFOController(newObj);
newObj.transform.position += Vector3.forward * Random.value * 5;
count++;
}
else // 如果有UFO空闲，则取出这个UFO
{
newUFO = freeQueue.Dequeue();
}
newUFO.setAttr(attr); // 将UFO的颜色速度大小设置成参数指定的样子
usingList.Add(newUFO); // 将UFO加入使用中的队列
newUFO.appear();
return newUFO;
}
public UFOController[] produceUFOs(UFOAttributes attr, int n)
{
// 一次性产生n个UFO
UFOController[] arr = new UFOController[n];
for (int i = 0; i < n; i++)
{
arr[i] = produceUFO(attr);
}
return arr;
}
public void recycle(UFOController UFOCtrl)
{
// 回收一个UFO，将其加入空闲队列
UFOCtrl.disappear();
usingList.Remove(UFOCtrl);
freeQueue.Enqueue(UFOCtrl);
}
public void recycleAll()
{
while(usingList.Count != 0)
{
recycle(usingList[0]);
}
}
public List<UFOController> getUsingList()
{
return usingList;
}
}
除了UFOFactory以外，还有一个ExplosionFactory，作用一样，用来获取和回收“爆炸对象”，因为爆炸也像飞碟一样，频繁产生、消失的。ExplosionFactory的实现很相似，代码我就不放在这里了，要查看的话下载我的项目就可以了。
FirstController是场景中最高级别的控制器，所有的部件相互之间不会直接通信，只能与FirstController直接通信，这样可以大大降低各个组件之间的耦合，当我们更改某个部件时，最多只需要修改一下FirstController中的代码就可以了。
public class FirstController : MonoBehaviour, SceneController
{
Director director;
UFOFactory UFOfactory;
ExplosionFactory explosionFactory;
FirstSceneActionManager actionManager;
Scorer scorer;
DifficultyManager difficultyManager;
float timeAfterRoundStart = 10;
bool roundHasStarted = false;
void Awake()
{
// 挂载各种控制组件
director = Director.getInstance();
director.currentSceneController = this;
actionManager = gameObject.AddComponent<FirstSceneActionManager>();
UFOfactory = gameObject.AddComponent<UFOFactory>();
explosionFactory = gameObject.AddComponent<ExplosionFactory>();
scorer = Scorer.getInstance();
difficultyManager = DifficultyManager.getInstance();
loadResources();
}
public void loadResources()
{
// 初始化场景中的物体
new FirstCharacterController();
Instantiate(Resources.Load("Terrain"));
}
public void Start()
{
roundStart();
}
void Update()
{
if (roundHasStarted) {
timeAfterRoundStart += Time.deltaTime;
}
if (roundHasStarted && checkAllUFOIsShot()) // 检查是否所有UFO都已经被击落
{
print("All UFO is shot down! Next round in 3 sec");
roundHasStarted = false;
Invoke("roundStart", 3);
difficultyManager.setDifficultyByScore(scorer.getScore());
}
else if (roundHasStarted && checkTimeOut()) // 检查这一轮是否已经超时
{
print("Time out! Next round in 3 sec");
roundHasStarted = false;
foreach (UFOController ufo in UFOfactory.getUsingList())
{
actionManager.removeActionOf(ufo.getObj());
}
UFOfactory.recycleAll();
Invoke("roundStart", 3);
difficultyManager.setDifficultyByScore(scorer.getScore());
}
}
void roundStart()
{
// 开始新的一轮
roundHasStarted = true;
timeAfterRoundStart = 0;
UFOController[] ufoCtrlArr = UFOfactory.produceUFOs(difficultyManager.getUFOAttributes(), difficultyManager.UFONumber);
for (int i = 0; i < ufoCtrlArr.Length; i++)
{
ufoCtrlArr[i].appear();
}
actionManager.addRandomActionForArr(ufoCtrlArr, ufoCtrlArr[0].attr.speed);
}
bool checkTimeOut()
{
if (timeAfterRoundStart > difficultyManager.currentSendInterval)
{
return true;
}
return false;
}
bool checkAllUFOIsShot()
{
return UFOfactory.getUsingList().Count == 0;
}
public void UFOIsShot(UFOController UFOCtrl)
{
// 响应UFO被击中的事件
scorer.record(difficultyManager.getDifficulty());
actionManager.removeActionOf(UFOCtrl.getObj());
UFOfactory.recycle(UFOCtrl);
explosionFactory.explodeAt(UFOCtrl.getObj().transform.position);
}
public void GroundIsShot(Vector3 pos) {
// 响应地面被击中的事件（直接产生一个爆炸）
explosionFactory.explodeAt(pos);
}
}
其他的类实现非常简单，都是三、四十行代码，也没有涉及新的知识，我就不在这里一一讲解了，大家可以下载我的代码自己查看。
- 设计失败的规则，比如规定时间内没拿到多少分就失败。
- 设计一套UI，让用户可以控制游戏的难度。
- “子弹”发射的速度太快了，如果按住鼠标的话，会每一帧发出一条射线。让射速慢下来吧。
- 增加换弹机制。
- 让飞碟在主角身边生成，或者会自动飞到主角附近。
我们在上一个游戏的时候，我们定义了几个关于动作的类（ObjAction、MoveToAction、SequenceAction、ActionManager）。在这个游戏中，我可以几乎一字未改地复制到了这个游戏中（后来调整了一些参数的顺序），为什么能够复用如此之多的代码？
这是因为关于动作的基本类与上一个游戏的业务逻辑没有任何关系，这些代码是很容易复用的。我们上一个游戏的业务逻辑封装在了一个FirstSceneActionManager类中，通过调用这些基本类的API来控制动作。
在这个游戏中，我们也是只需要重新写FirstSceneActionManager类就可以了，底层的代码不用改变。
这就告诉我们在实现底层代码的时候不要实现具体的业务逻辑，我们只实现抽象的、通用的、基础的一些功能，当我们针对游戏需要实现业务逻辑的时候，通过调用这些底层的基本功能来完成具体的功能，这样可以让代码的复用最大化。
在实现底层的类的时候必须要从长远来考虑，我们将来可能需要底层代码来做什么？底层代码的API是否能满足我所有可能的需求？怎么设计API来让它们使用起来更方便？
如果你以后实现各种业务逻辑的时候，发现一点也不用修改底层的代码，就说明底层这套API实现足够的健壮、通用了。
职责分离也有利于代码的模块化、减少耦合。比如说不要在工厂中直接给产生的飞碟添加动作（因为管理动作不是工厂的职责），而要将飞碟传递给FirstController以后，让FirstController去调用动作管理器来添加。这样就将工厂和动作管理器之间的耦合降低了。将来你想要给飞碟添加更多种运动方式的时候，只需要更改动作管理器类就可以了，完全不用管工厂类。否则，你会发现飞碟一旦生成就会按照旧方式来运动，这样你就要修改更多的代码（既要改动工厂类、又要改动动作管理器类）。
感谢阅读！该项目还有后续增强，在另一个分支。