自制Unity小游戏TankHero-2D(4)关卡+小地图图标+碰撞条件分析

自制Unity小游戏TankHero-2D(4)关卡+小地图图标+碰撞条件分析

我在做这样一个坦克游戏，是仿照（http://game.kid.qq.com/a/20140221/028931.htm）这个游戏制作的。仅为学习Unity之用。图片大部分是自己画的，少数是从网上搜来的。您可以到我的github页面（https://github.com/bitzhuwei/TankHero-2D）上得到工程源码。

本篇主要记录关卡解析器、小地图图标和对碰撞的原理的探索，需要耐心分析。

关卡解析器

在一个关卡里，敌方坦克应该是一波一波地出现，每波敌人出现多少个，每个敌人是什么类型的坦克、出现在什么位置都应该是可配置的。这需要一个关卡解析器，把如下的文字解析为一个数据结构 Level 。

level
{
     tank{0 0} |
     tank{0 1} |
     tank{0 2} |
     tank{0 0} tank{0 1} tank{0 2} |
     tank{0 0} tank{0 1} tank{0 2} tank{0 0} tank{0 1} tank{0 2} |
     tank{0 0} tank{0 1} tank{0 2} tank{0 0} tank{0 1} tank{0 2} |
     tank{0 0} tank{0 1} tank{0 2} tank{0 0} tank{0 1} tank{0 2} tank{0 0} tank{0 1} tank{0 2} |
     tank{0 0} tank{0 1} tank{0 2} tank{0 0} tank{0 1} tank{0 2} tank{0 0} tank{0 1} tank{0 2} tank{0 0} tank{0 1} tank{0 2} 
}

这段文字的意思是，第一波敌人是类型编号为0，出生位置编号为0的1个坦克；第二波敌人是类型编号为0，出生位置编号为1的1个坦克；。。。

这种东西我喜欢用编译原理解决，因为我在（https://github.com/bitzhuwei/CGCompiler.git）有一个自己写的自动生成词法、语法分析器的工具。关于这个工具的介绍可参考我博客里关于编译原理的文章（在这里搜索"编译器"）。

先总结一下关卡的文法

<Level> ::= "level" "{" <StepList> "}";
<StepList> ::= <Step> <StepList> | null;
<Step> ::= "step" "{" <TankList> "}";
<TankList> ::= <Tank> <TankList> | null;
<Tank> ::= "tank" "{" <TankPrefab> <BornPoint> "}";
<TankPrefab> ::= number;
<BornPoint> ::= number;

然后用工具生成词法语法解析器代码。

剩下的就是自己写一下从语法树到数据结构的转换。代码如下。

    public static Level GetValue(this SyntaxTree<EnumTokenTypeLevelCompiler,
        EnumVTypeLevelCompiler, TreeNodeValueLevelCompiler> syntaxTree)
    {
        if (syntaxTree == null) { return null; }

        var result = new Level();
        _GetLevel(result, syntaxTree);
        return result;
    }

    private static void _GetLevel(Level result, SyntaxTree<EnumTokenTypeLevelCompiler, EnumVTypeLevelCompiler, TreeNodeValueLevelCompiler> syntaxTree)
    {
        if (syntaxTree.CandidateFunc == LL1SyntaxParserLevelCompiler.GetFuncParsecase_Level___tail_levelLeave())
        {
            GetTankList(result, syntaxTree.Children[2]);
        }
    }

    private static void GetTankList(Level level, SyntaxTree<EnumTokenTypeLevelCompiler, EnumVTypeLevelCompiler, TreeNodeValueLevelCompiler> syntaxTree)
    {
        if (syntaxTree.CandidateFunc == LL1SyntaxParserLevelCompiler.GetFuncParsecase_TankList___tail_tankLeave()
            || syntaxTree.CandidateFunc == LL1SyntaxParserLevelCompiler.GetFuncParsecase_TankList___tail_or_Leave())
        {
            var egg = GetTank(syntaxTree.Children[0]);
            level.Add(egg);
            GetTankList(level, syntaxTree.Children[1]);
        }
        else if (syntaxTree.CandidateFunc == LL1SyntaxParserLevelCompiler.GetFuncParsecase_TankList___tail_rightBrace_Leave())
        {
            //nothing to do
        }

    }

    private static TankEgg GetTank(SyntaxTree<EnumTokenTypeLevelCompiler, EnumVTypeLevelCompiler, TreeNodeValueLevelCompiler> syntaxTree)
    {
        if (syntaxTree.CandidateFunc == LL1SyntaxParserLevelCompiler.GetFuncParsecase_Tank___tail_tankLeave())
        {
            var tankPrefab = GetTankPrefab(syntaxTree.Children[2]);
            var bornPoint = GetBornPoint(syntaxTree.Children[3]);
            var result = new TankEgg(tankPrefab, bornPoint);
            return result;
        }
        else if (syntaxTree.CandidateFunc == LL1SyntaxParserLevelCompiler.GetFuncParsecase_Tank___tail_or_Leave())
        {
            var result = new TankEgg(-1, -1);
            return result;
        }

        return null;
    }

    private static int GetBornPoint(SyntaxTree<EnumTokenTypeLevelCompiler, EnumVTypeLevelCompiler, TreeNodeValueLevelCompiler> syntaxTree)
    {
        if (syntaxTree.CandidateFunc == LL1SyntaxParserLevelCompiler.GetFuncParsecase_BornPoint___numberLeave())
        {
            var result = int.Parse(syntaxTree.Children[0].NodeValue.NodeName);
            return result;
        }

        return 0;
    }

    private static int GetTankPrefab(SyntaxTree<EnumTokenTypeLevelCompiler, EnumVTypeLevelCompiler, TreeNodeValueLevelCompiler> syntaxTree)
    {
        if (syntaxTree.CandidateFunc == LL1SyntaxParserLevelCompiler.GetFuncParsecase_TankPrefab___numberLeave())
        {
            var result = int.Parse(syntaxTree.Children[0].NodeValue.NodeName);
            return result;
        }

        return 0;
    }

在VS2013里你可以获得Tip，便于coding。

解析器写好了，调用方式如下。

语法分析器的类型太长，只好用上图表示一下。

这样就有敌方坦克一波一波来袭的感觉了。

小地图图标

小地图上显示的坦克很不清晰，如果能显示出一个鲜艳的三角形就好了，尖头指向开炮的方向。如下图所示，绿色的为玩家坦克，红色的为敌方坦克。

首先给坦克的prefab增加一个显示箭头的子对象。

给子对象smallMapTankHero增加Sprite Renderer组件，在组件的Sprite属性里赋予下面的图片，并把此对象的Layer属性设置为自定义的"smallCamera"（Layer的名字无所谓）。

Hierarchy里的smallCamera对象是用来显示小地图的。设置其Culling Mask属性如下图所示，勾选smallCamera。这样，箭头就会显示在smallCamera里。

相应的，在主摄像机Main Camera里，设置Culling Mask属性如下图所示，取消勾选smallCamera。这样，箭头就不会显示在smallCamera里。

有点平行世界异次元的感觉。

小地图里仍旧会显示原有的坦克贴图，为了挡住坦克贴图，我们把小地图图标向上（靠近摄像机的方向）移动一点点。

当然，也可以通过把坦克对象的Layer设置为一个自定义的Layer（比如自定义为realworld），然后在smallCamera的Culling Mask属性中取消勾选realworld即可。不过这还需要把各种对象都放到自定义的Layer里去，太麻烦了。

碰撞

Unity中的碰撞，有Collision（物理碰撞）和Trigger（触发器碰撞）两种。

这里我用精心设计的试验分析出了碰撞的产生条件。

触发碰撞的基本条件

下面，假设Hierarchy中有两个对象A和B，A和B都有Collider组件和Rigidbody组件。那么：

如果去掉其中任何一个的Collider，那么不会发生碰撞事件（只会穿透）。

如果去掉B的rigidbody，那么移动B去撞A时，不会发生碰撞事件（只会穿透）。

如果去掉B的rigidbody，那么移动A去撞B时，Collision和Trigger的碰撞都可以发生在A和B身上，但B不会受物理引擎影响而移动。

OnTriggerXXX的触发原则

下面，再假设A是Cube，B是sphere；A有3个Box Collider，设置第2个Box Collider的Is Trigger为true；B有4个Shpere Collider，设置第2、3个Sphere Collider的Is Trigger为true。

然后，给A和B分别添加如下的脚本组件：

public class TriggerTest : MonoBehaviour
{

    // Use this for initialization
    void Start()
    {
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
    }

    void OnTriggerEnter(Collider other)
    {
        Debug.Log(string.Format("{0} trigger {1}'s({2})", this.name, other.name, other.GetInstanceID()));
    }

    void OnCollisionEnter(Collision collision)
    {
        Debug.Log(string.Format("{0} collision {1}'s({2})", this.name, collision.transform.name, collision.collider.GetInstanceID()));
    }
}

这样就可以记录自己碰撞了对方的哪个Collider。 

我们先让A撞B，再让B撞A，分别得到如下图左右所示的结果。

分析发现，虽然引发的碰撞事件的先后顺序有所不同，但碰撞事件是相同的，都是那16个Trigger事件和2个Collision事件。

据此我总结出Trigger事件的触发原则，如下图所示。

当A的第2个Collider设置为Is Trigger=true时，此Collider会与B的各个Collider都引发一次Trigger碰撞事件。B也同理。不过两边均为Is Trigger=true时，只会引发一次。数一下上图，可以看到有8条线，每条线在AB两方各引发一次Trigger碰撞事件，所以就是上文的16次。另外，每个Collider引发的次数也与上文的图示吻合。

OnCollisionXXX的触发条件

下面，我把A和B的所有Collider的Is Trigger都设为false，来研究Collision的触发条件。

下图展示了去掉B的Rigidbody后，分别用A撞B和用B撞A的情况。

可以看到，没有Rigidbody的B撞A，什么都不会发生，B直接穿透了A。

再用含有2个Collider的Cube和含有2个Collider的Sphere试验（此处略）就可以知道，A撞B则会使A的第1个Collider依次与B的各个Collider引发Collision碰撞事件。所以上图左侧会有1个A的Collider与4个B的Collider引发的Collision事件。

继续看下图，是同时具有Rigidbody的A和B相互碰撞的结果。

可以看到A和B都只有1次Collision事件。

根据上述试验，我认为Unity3D引擎在处理Collision事件时，是去找AB双方的Rigidbody，如果找到了就让它执行物理引擎；如果都找到了，此次碰撞就告结束，不再引发此次A和B的Collision事件。

总结

我查了Unity一些资料，总结了一下Unity中关于碰撞的原则：

physics will not be applied to objects that do not have Rigidbodies attached.
Kinematic Rigidbody 自身不受外力，但仍旧可对其它物体产生力。

您可以到我的github页面（https://github.com/bitzhuwei/TankHero-2D）上得到工程源码。

请多多指教~