Unity（四十七）：寻路网格-内置组件实现自动寻路避障

短命女 2024-03-27 03:58 59阅读 0赞

### 自动避障寻路 ###

![在这里插入图片描述][a1a8b3055a704ec4aebb7cf515b7baad.gif_pic_center]

#### 配置寻路区域 `Navigation Static` ####

***配置静态游戏对象 `Navigation Static`***

![在这里插入图片描述][aa7a1788f1524080908d3bf69ed8509b.png_pic_center]

***导航网格生成 `Navigation`***

> 在 `Navigation` 窗口进行烘焙（菜单：`Window > AI > Navigation`）中进行处理的

![在这里插入图片描述][8586331ecb2f4f3ba5ef871d1efbb3b0.png_pic_center]

***自动寻路并绘制路线 `Nav Mesh Agent`、`NavMeshPath`***

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>属性</th> 
   <th>功能</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Agent Size</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Radius</td> 
   <td>代理的半径，用于计算障碍物与其他代理之间的碰撞</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Height</td> 
   <td>代理通过头顶障碍物时所需的高度间隙</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Base offset</td> 
   <td>碰撞圆柱体相对于变换轴心点的偏移</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Steering</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Speed</td> 
   <td>最大移动速度（以世界单位/秒表示）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Angular Speed</td> 
   <td>最大旋转速度（度/秒）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Acceleration</td> 
   <td>最大加速度（以世界单位/平方秒表示）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Stopping distance</td> 
   <td>当靠近目标位置的距离达到此值时，代理将停止</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Auto Braking</td> 
   <td>启用此属性后，代理在到达目标时将减速。对于巡逻等行为（这种情况下，代理应在多个点之间平滑移动）应禁用此属性</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Obstacle Avoidance</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Quality</td> 
   <td>障碍躲避质量。如果拥有大量代理，则可以通过降低障碍躲避质量来节省 CPU 时间。如果将躲避设置为无，则只会解析碰撞，而不会尝试主动躲避其他代理和障碍物</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Priority</td> 
   <td>执行避障时，此代理将忽略优先级较低的代理。该值应在 0–99 范围内，其中较低的数字表示较高的优先级</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Path Finding</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Auto Traverse OffMesh Link</td> 
   <td>设置为 true 可自动遍历网格外链接 (Off-Mesh Link)。如果要使用动画或某种特定方式遍历网格外链接，则应关闭此功能</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Auto Repath</td> 
   <td>启用此属性后，代理将在到达部分路径末尾时尝试再次寻路。当没有到达目标的路径时，将生成一条部分路径通向与目标最近的可达位置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Area Mask Area Mask</td> 
   <td>描述了代理在寻路时将考虑的区域类型。在准备网格进行导航网格烘焙时，可设置每个网格区域类型。例如，可将楼梯标记为特殊区域类型，并禁止某些角色类型使用楼梯</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

![在这里插入图片描述][529869a51fb84d93b02d00bcf00d9d0d.png_pic_center]

using UnityEngine;
    using UnityEngine.AI;
    
    public class Player : MonoBehaviour
    {
        
        // 导航网格代理
        private NavMeshAgent navMeshAgent;
        // 导航系统计算的路径
        private NavMeshPath navMeshPath = null;
    
        private void Start()
        {
        
            navMeshAgent = GetComponent<NavMeshAgent>();
            navMeshPath = new NavMeshPath();
        }
    
        void Update()
        {
        
            if (Input.GetMouseButton(0))
            {
        
                Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
                // 穿透所有Mesh
                RaycastHit[] hits = Physics.RaycastAll(ray);
                foreach (RaycastHit hit in hits)
                {
        
                    // 计算路径
                    NavMesh.CalculatePath(transform.position, hit.point, NavMesh.AllAreas, navMeshPath);
                    // 移动角色
                    navMeshAgent.SetDestination(hit.point);
                }
            }
            // 绘制路径
            for (int i = 0; i < navMeshPath.corners.Length - 1; i++)
            {
        
                Debug.DrawLine(navMeshPath.corners[i], navMeshPath.corners[i + 1], Color.red);
            }
        }
    
    }

#### 连接两点 `Off Mesh Link` ####

> 解决角色在多个平台间的自动寻路问题

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>属性</th> 
   <th>功能</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Start</td> 
   <td>描述网格外链接起始位置的对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>End</td> 
   <td>描述网格外链接起始位置的对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Cost Override</td> 
   <td>如果值为正，则在计算处理路径请求的路径成本时使用该值。否则，使用默认成本（此游戏对象所属区域的成本）。如果 Cost Override 设置为值 3.0，则在网格外链接上移动的成本将是在默认导航网格区域上移动相同距离的成本的三倍。如果希望让代理通常优先选择步行，但当步行距离明显更长时使用网格外链接，则 Cost Override 设置将变得有用</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Bi-Directional</td> 
   <td>如果启用此属性，则可以在任一方向上遍历链接。否则，只能按照从 Start 到 End 的方向遍历链接</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Activated</td> 
   <td>指定寻路器 (pathfinder) 是否将使用此链接（如果将此属性设置为 false，则将忽略它）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Auto Update Positions</td> 
   <td>如果启用此属性，当端点移动时，网格外链接将重新连接到导航网格。如果禁用，即使移动了端点，链接也将保持在其起始位置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Navigation Area</td> 
   <td>描述链接的导航区域类型。该区域类型允许您对相似区域类型应用常见的遍历成本，并防止某些角色根据代理的区域遮罩 (Area Mask) 访问网格外链接</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

![在这里插入图片描述][7ed00c3647f84729ad61dc00a1b47833.png_pic_center]

#### 动态阻挡 `Nav Mesh Obstacle` ####

***`Nav Mesh Obstacle`***

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>属性</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Shape</td> 
   <td>障碍物几何体的形状。选择最适合对象形状的选项</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Box - Center</td> 
   <td>盒体的中心（相对于变换位置）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Box - Size</td> 
   <td>盒体的大小</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Capsule - Center</td> 
   <td>胶囊体的中心（相对于变换位置）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Capsule - Radius</td> 
   <td>胶囊体的半径</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Capsule - Height</td> 
   <td>胶囊体的高度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Carve</td> 
   <td>勾选 Carve 复选框后，导航网格障碍物会在导航网格中创建一个孔</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Move Threshold</td> 
   <td>当导航网格障碍物的移动距离超过 Move Threshold 设置的值时，Unity 会将其视为移动状态。使用此属性可设置该阈值距离来更新移动的雕孔</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Time To Stationary</td> 
   <td>将障碍物视为静止状态所需等候的时间（以秒为单位）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Carve Only Stationary</td> 
   <td>启用此属性后，只有在静止状态时才会雕刻障碍物。请参阅下面的移动的导航网格障碍物的逻辑以了解更多信息</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

![在这里插入图片描述][41fe6071e9c9468aa2fc10a9c1644c53.png_pic_center]

using UnityEngine;
    
    public class DynamicObstacle : MonoBehaviour
    {
        
        public Transform pointA;
        public Transform pointB;
    
        public float duration = 3;  // 时间
    
        public float pingPong;
    
        private void FixedUpdate()
        {
        
            // PingPong 返回一个值，该值将在值 0 与 length 之间递增和递减
            pingPong = Mathf.PingPong(Time.fixedTime, duration);
            // 在两个点之间进行线性插值
            transform.position = Vector3.Lerp(pointA.position, pointB.position, pingPong);
        }
    }

### 导出寻路网格信息 ###

***绘制可视化的寻路网格信息***

> `注意`：脚本需要绑定到地面对象上

![在这里插入图片描述][cabeca569a2842eaa2c2c4970f7e77a4.png_pic_center]

***导出寻路网格信息***  
![在这里插入图片描述][a1197076df084be8b6686d12f2f3c4d1.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][9057c628c6a34ab49482cb2039b27bf7.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][9bded515c667491c8600cc27cf981f45.png_pic_center]

using System.IO;
    using System.Text;
    using UnityEngine;
    using UnityEngine.AI;
    
    public class TerrainMeshData : MonoBehaviour
    {
        
        private void OnDrawGizmos()
        {
        
            // NavMesh.CalculateTriangulation 计算当前导航网格的三角形剖分
            // NavMesh.CalculateTriangulation().indices 导航网格三角形剖分的三角形索引(包含每个三角形的 3 个整数。这些整数指的是顶点数组)
            if (NavMesh.CalculateTriangulation().indices.Length > 0)
            {
        
                Vector3 size = GetComponent<Terrain>().terrainData.size;
                float width = size.x;
                float height = size.y;
                float length = size.z;
                Gizmos.color = Color.yellow;
                Vector3 ponit01 = transform.position + new Vector3(0, 0, length);
                Vector3 ponit02 = transform.position + new Vector3(width, 0, length);
                Vector3 ponit03 = transform.position + new Vector3(width, 0, 0);
                Vector3 ponit04 = transform.position;
                Gizmos.DrawSphere(ponit01, 0.3f);
                Gizmos.DrawSphere(ponit02, 0.3f);
                Gizmos.DrawSphere(ponit03, 0.3f);
                Gizmos.DrawSphere(ponit04, 0.3f);
    
                // 获取当前游戏对象的名称作为文件名
                string fileName = transform.name;
                // 配置文件存储路径
                string filePath = Path.ChangeExtension(Path.Combine(Application.dataPath, fileName), "txt");
                // 如果文件存在，则删除文件
                if (File.Exists(filePath)) File.Delete(filePath);
                // 写入的基础信息
                StringBuilder sb = new StringBuilder();
                sb.Append($"name={
          fileName}\n")
                    .Append($"size={
          size}\n")
                    .Append("data={\n");
    
                // 遍历长宽
                for (int i = 0; i <= length; i++)
                {
        
                    sb.Append("\t{");
                    for (int j = 0; j <= width; j++)
                    {
        
                        // 每个单元点的位置
                        Vector3 pos = transform.position + new Vector3(j, 0, i);
                        Gizmos.DrawCube(pos, Vector3.one * 0.2f);
                        // 导航网格查询的结果信息
                        NavMeshHit hit;
                        Color color = Color.red;
                        // #障碍物 -正常区域
                        string str = "#";
                        // SamplePosition	在指定范围内找到导航网格上最近的点
                        // NavMesh.AllAreas 包含所有导航网格区域的区域遮罩常量
                        if (NavMesh.SamplePosition(pos, out hit, 0.1f, NavMesh.AllAreas))
                        {
        
                            color = Color.green;
                            str = "-";
                        }
                        sb.Append($"{
          str},");
                        // 绘制向上的射线
                        Debug.DrawRay(pos, Vector3.up * 2, color);
                    }
                    sb.Append("},").AppendLine();
                }
                sb.Append("}").AppendLine();
    
                Gizmos.DrawLine(ponit01, ponit02);
                Gizmos.DrawLine(ponit02, ponit03);
                Gizmos.DrawLine(ponit03, ponit04);
                Gizmos.DrawLine(ponit04, ponit01);
    
                File.WriteAllText(filePath, sb.ToString());
            }
        }
    }

[a1a8b3055a704ec4aebb7cf515b7baad.gif_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/df7c97d0076f40b6baa5e3ccaa16d8e0.png
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