3D游戏编程第五次作业
编写一个简单的鼠标打飞碟（Hit UFO）游戏
- 游戏内容要求：
- 游戏有 n 个 round，每个 round 都包括10 次 trial；
- 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；
- 每个 trial 的飞碟有随机性，总体难度随 round 上升；
- 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。
- 游戏的要求：
- 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
- 尽可能使用前面 MVC 结构实现人机交互与游戏模型分离
游戏简介
鼠标作为武器，打爆飞碟!
游戏玩法
点击飞出来的UFO(各种圆盘)即可得分。
游戏规则
- 正常模式共有五轮飞碟，飞碟数列遵循斐波那契数列，当所有飞碟发射完毕时游戏结束。
- 无限模式拥有无限轮数
(其实就是重复) - 红色飞碟为1分，绿色飞碟为2分，蓝色飞碟为3分
(RGB!)
游戏试玩
项目要求
参考潘老师的博客第五章最后一部分
关于程序的要求如下:
- 游戏有 n 个 round，每个 round 都包括10 次 trial；
- 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；
- 每个 trial 的飞碟有随机性，总体难度随 round 上升；
- 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
- 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
- 近可能使用前面 MVC 结构实现人机交互与游戏模型分离
项目代码结构
大部分文件的用途都跟其他几次作业相似，因此这里就不进行解释了。
各部分代码解释
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Singleton.cs
public class Singleton<T> : MonoBehaviour where T: MonoBehaviour { protected static T instance; public static T Instance { get { if (instance == null) { instance = (T)FindObjectOfType(typeof(T)); if (instance == null) { Debug.LogError("An instance of " + typeof(T) + " is needed in the scene, but there is none"); } } return instance; } } }场景单实例类，当所需的实例第一次被需要时，在场景内搜索该实例，下一次使用时不需要搜索直接返回。
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DiskData.cs
public class DiskData : MonoBehaviour { public float speed; //水平速度 public int points; //得分 public Vector3 direction; //初始方向 }飞碟数据，携带飞碟的飞行速度、得分、以及飞行方向。
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DiskFactory.cs
public class DiskFactory : MonoBehaviour { public GameObject disk_Prefab; //飞碟预制 private List<DiskData> used; //正被使用的飞碟 private List<DiskData> free; //空闲的飞碟 public void Start() { used = new List<DiskData>(); free = new List<DiskData>(); disk_Prefab = GameObject.Instantiate<GameObject>(Resources.Load<GameObject>("Prefabs/Disk_Prefab"), Vector3.zero, Quaternion.identity); disk_Prefab.SetActive(false); } public GameObject GetDisk(int round) { GameObject disk; //如果有空闲的飞碟，则直接使用，否则生成一个新的 if (free.Count > 0) { disk = free[0].gameObject; free.Remove(free[0]); } else { disk = GameObject.Instantiate<GameObject>(disk_Prefab, Vector3.zero, Quaternion.identity); disk.AddComponent<DiskData>(); } //按照round来设置飞碟属性 //飞碟的等级 = 0~2之间的随机数 * 轮次数 //0~4: 红色飞碟 //4~7: 绿色飞碟 //7~10: 蓝色飞碟 float level = UnityEngine.Random.Range(0, 2f) * (round + 1); if (level < 4) { disk.GetComponent<DiskData>().points = 1; disk.GetComponent<DiskData>().speed = 4.0f; disk.GetComponent<DiskData>().direction = new Vector3(UnityEngine.Random.Range(-1f, 1f) > 0 ? 2 : -2, 1, 0); disk.GetComponent<Renderer>().material.color = Color.red; } else if (level > 7) { disk.GetComponent<DiskData>().points = 3; disk.GetComponent<DiskData>().speed = 8.0f; disk.GetComponent<DiskData>().direction = new Vector3(UnityEngine.Random.Range(-1f, 1f) > 0 ? 2 : -2, 1, 0); disk.GetComponent<Renderer>().material.color = Color.blue; } else { disk.GetComponent<DiskData>().points = 2; disk.GetComponent<DiskData>().speed = 6.0f; disk.GetComponent<DiskData>().direction = new Vector3(UnityEngine.Random.Range(-1f, 1f) > 0 ? 2 : -2, 1, 0); disk.GetComponent<Renderer>().material.color = Color.green; } used.Add(disk.GetComponent<DiskData>()); return disk; } public void FreeDisk(GameObject disk) { //找到使用中的飞碟，将其踢出并加入到空闲队列 foreach (DiskData diskData in used) { if (diskData.gameObject.GetInstanceID() == disk.GetInstanceID()) { disk.SetActive(false); free.Add(diskData); used.Remove(diskData); break; } } } }飞碟工厂，负责生产与释放飞碟。
- GetDisk:
GetDisk用于生产飞碟，首先从free空闲队列中查找是否有可用的飞碟，如果没有则新建一个飞碟。
飞碟属性的设置依赖轮次数，将一个0~2之间的随机数乘以轮次数获得level，再根据level来设置属性。
这样就具有了轮次越多优质飞碟越多的特性，且前期不会产生高分飞碟。 - FreeDisk:
FreeDisk用于释放飞碟，将飞碟从used队列中移除并添加到free队列中。
- GetDisk:
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SSAction.cs
public class SSAction : ScriptableObject { public bool enable = true; public bool destroy = false; public GameObject gameObject { get; set; } public Transform transform { get; set; } public ISSActionCallback callback { get; set; } protected SSAction() { } // Start is called before the first frame update public virtual void Start() { throw new System.NotImplementedException(); } // Update is called once per frame public virtual void Update() { throw new System.NotImplementedException(); } }动作的基类，与之前的项目用途一致。
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CCFlyAction.cs
public class CCFlyAction : SSAction { float gravity; //重力加速度 float speed; //水平速度 Vector3 direction; //飞行方向 float time; //时间 //生产函数(工厂模式) public static CCFlyAction GetSSAction(Vector3 direction, float speed) { CCFlyAction action = ScriptableObject.CreateInstance<CCFlyAction>(); action.gravity = 9.8f; action.time = 0; action.speed = speed; action.direction = direction; return action; } public override void Start() { } public override void Update() { time += Time.deltaTime; transform.Translate(Vector3.down * gravity * time * Time.deltaTime); transform.Translate(direction * speed * Time.deltaTime); //如果飞碟到达底部，则动作结束，进行回调 if (this.transform.position.y < -6) { this.destroy = true; this.enable = false; this.callback.SSActionEvent(this); } } }飞行动作，将飞行拆分成水平和垂直两个方向的运动，水平速度恒定，垂直方向施加重力加速度。
当飞碟到达底部时，动作结束，将进行回调。 -
ISSActionCallback
public enum SSActionEventType : int { Started, Competed } public interface ISSActionCallback { //回调函数 void SSActionEvent(SSAction source, SSActionEventType events = SSActionEventType.Competed, int intParam = 0, string strParam = null, Object objectParam = null); }回调函数接口，与之前项目用途一致。
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SSActionManager.cs
public class SSActionManager : MonoBehaviour { //动作集，以字典形式存在 private Dictionary<int, SSAction> actions = new Dictionary<int, SSAction>(); //等待被加入的动作队列(动作即将开始) private List<SSAction> waitingAdd = new List<SSAction>(); //等待被删除的动作队列(动作已完成) private List<int> waitingDelete = new List<int>(); protected void Update() { //将waitingAdd中的动作保存 foreach (SSAction ac in waitingAdd) actions[ac.GetInstanceID()] = ac; waitingAdd.Clear(); //运行被保存的事件 foreach (KeyValuePair<int, SSAction> kv in actions) { SSAction ac = kv.Value; if (ac.destroy) { waitingDelete.Add(ac.GetInstanceID()); } else if (ac.enable) { ac.Update(); } } //销毁waitingDelete中的动作 foreach (int key in waitingDelete) { SSAction ac = actions[key]; actions.Remove(key); Destroy(ac); } waitingDelete.Clear(); } //准备运行一个动作，将动作初始化，并加入到waitingAdd public void RunAction(GameObject gameObject, SSAction action, ISSActionCallback manager) { action.gameObject = gameObject; action.transform = gameObject.transform; action.callback = manager; waitingAdd.Add(action); action.Start(); } // Start is called before the first frame update protected void Start() { } }动作管理者的基类，和之前项目用途一致。
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CCActionManager.cs
public class CCActionManager : SSActionManager, ISSActionCallback { //飞行动作 public CCFlyAction flyAction; //控制器 public FirstController controller; protected new void Start() { controller = (FirstController)SSDirector.GetInstance().CurrentScenceController; controller.actionManager = this; } public void Fly(GameObject disk, float speed, Vector3 direction) { flyAction = CCFlyAction.GetSSAction(direction, speed); RunAction(disk, flyAction, this); } //回调函数 public void SSActionEvent(SSAction source, SSActionEventType events = SSActionEventType.Competed, int intParam = 0, string strParam = null, Object objectParam = null) { //飞碟结束飞行后进行回收 controller.diskFactory.FreeDisk(source.gameObject); } }飞行动作管理者，负责生成飞行动作，并接受飞行动作的回调信息，使飞碟被回收。
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IUserAction.cs
public interface IUserAction { void Hit(Vector3 position); void Restart(); void SetMode(bool isInfinite); }用户动作接口，提供点击、重置、选择模式三个函数的接口。
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SSDirector.cs
public class SSDirector : System.Object { private static SSDirector _instance; public ISceneController CurrentScenceController { get; set; } public static SSDirector GetInstance() { if (_instance == null) { _instance = new SSDirector(); } return _instance; } }导演类，与之前项目用途一致。
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ISceneController.cs
public interface ISceneController { void LoadResources(); }场景控制类接口，与之前项目用途一致。
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FirstController.cs
public class FirstController : MonoBehaviour, ISceneController, IUserAction { public CCActionManager actionManager; //动作管理者 public DiskFactory diskFactory; //飞碟工厂 int[] roundDisks; //对应轮次的飞碟数量 bool isInfinite; //游戏当前模式 int points; //游戏当前分数 int round; //游戏当前轮次 int sendCnt; //当前已发送的飞碟数量 float sendTime; //发送时间 void Start() { LoadResources(); } public void LoadResources() { SSDirector.GetInstance().CurrentScenceController = this; gameObject.AddComponent<DiskFactory>(); gameObject.AddComponent<CCActionManager>(); gameObject.AddComponent<UserGUI>(); diskFactory = Singleton<DiskFactory>.Instance; sendCnt = 0; round = 0; sendTime = 0; points = 0; isInfinite = false; roundDisks = new int[] { 3, 5, 8, 13, 21 }; } public void SendDisk() { //从工厂生成一个飞碟 GameObject disk = diskFactory.GetDisk(round); //设置飞碟的随机位置 disk.transform.position = new Vector3(-disk.GetComponent<DiskData>().direction.x * 7, UnityEngine.Random.Range(0f, 8f), 0); disk.SetActive(true); //设置飞碟的飞行动作 actionManager.Fly(disk, disk.GetComponent<DiskData>().speed, disk.GetComponent<DiskData>().direction); } public void Hit(Vector3 position) { Camera ca = Camera.main; Ray ray = ca.ScreenPointToRay(position); RaycastHit[] hits; hits = Physics.RaycastAll(ray); for (int i = 0; i < hits.Length; i++) { RaycastHit hit = hits[i]; if (hit.collider.gameObject.GetComponent<DiskData>() != null) { //将飞碟移至底端，触发飞行动作的回调 hit.collider.gameObject.transform.position = new Vector3(0, -7, 0); //积分 points += hit.collider.gameObject.GetComponent<DiskData>().points; //更新GUI数据 gameObject.GetComponent<UserGUI>().points = points; } } } public void Restart() { gameObject.GetComponent<UserGUI>().gameMessage = ""; round = 0; sendCnt = 0; points = 0; gameObject.GetComponent<UserGUI>().points = points; } public void SetMode(bool isInfinite) { this.isInfinite = isInfinite; } void Update() { sendTime += Time.deltaTime; //每隔1s发送一次飞碟 if (sendTime > 1) { sendTime = 0; //每次发送至多5个飞碟 for (int i = 0; i < 5 && sendCnt < roundDisks[round]; i++) { sendCnt++; SendDisk(); } //判断是否需要重置轮次，不需要则输出游戏结束 if (sendCnt == roundDisks[round] && round == roundDisks.Length - 1) { if (isInfinite) { round = 0; sendCnt = 0; gameObject.GetComponent<UserGUI>().gameMessage = ""; } else { gameObject.GetComponent<UserGUI>().gameMessage = "Game Over!"; } } //更新轮次 if (sendCnt == roundDisks[round] && round < roundDisks.Length - 1) { sendCnt = 0; round++; } } } }场景控制器，负责游戏主要逻辑。
- SendDisk:
SendDisk用于发射一个飞碟，首先从工厂获得一个飞碟，再为其设置初始位置和飞行动作。 - Hit:
Hit用于处理用户的点击动作，将用户点击到的飞碟移除，并计算分数。 - Restart:
Restart用于重置游戏。 - Update:
Update用于发射飞碟与更新状态，飞碟每1s发射一次，每次做多5只，避免太过拥挤，当飞碟发射完毕后判断是否重置或者结束游戏。
- SendDisk:
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UserGUI.cs
public class UserGUI : MonoBehaviour { private IUserAction userAction; public string gameMessage; public int points; void Start() { points = 0; gameMessage = ""; userAction = SSDirector.GetInstance().CurrentScenceController as IUserAction; } void OnGUI() { //小字体初始化 GUIStyle style = new GUIStyle(); style.normal.textColor = Color.white; style.fontSize = 30; //大字体初始化 GUIStyle bigStyle = new GUIStyle(); bigStyle.normal.textColor = Color.white; bigStyle.fontSize = 50; GUI.Label(new Rect(300, 30, 50, 200), "Hit UFO", bigStyle); GUI.Label(new Rect(20, 0, 100, 50), "Points: " + points, style); GUI.Label(new Rect(310, 100, 50, 200), gameMessage, style); if (GUI.Button(new Rect(20, 50, 100, 40), "Restart")) { userAction.Restart(); } if (GUI.Button(new Rect(20, 100, 100, 40), "Normal Mode")) { userAction.SetMode(false); } if (GUI.Button(new Rect(20, 150, 100, 40), "Infinite Mode")) { userAction.SetMode(true); } if (Input.GetButtonDown("Fire1")) { userAction.Hit(Input.mousePosition); } } }界面类，构建UI并捕捉用户动作。
自定义Component
制作一个Unity的Inspector界面中的Editor 操作组件
制作过程
- 新建一个Inspector类, 下面给出一个Inspector类的简单样例
[CustomEditor(typeof(XX))]
public class xxEditor : Editor {
public override void OnInspectorGUI() {
var target = (XX)(serializedObject.targetObject);
target.speed = EditorGUILayout.Slider("Speed", target.speed, 0, 100);
ProgressBar(target.speed, "Speed");
target.color = EditorGUILayout.ColorField("Color", target.color);
}
private void ProgressBar(float value, string label) {
Rect rect = GUILayoutUtility.GetRect(20, 20, "TextField");
EditorGUI.ProgressBar(rect, value, label);
EditorGUILayout.Space();
}
}
- 然后，我们只要把XX ADD到一个GameObject上，Inspector中就会出现我们刚刚写的Editor了。
