Unity之网格导航

前言：在游戏中经常出现怪物自己会走路，人物跟随鼠标点击位置进行移动，那么这些功能是怎么实现的呢？通过本节内容的学习，你会对自动寻路的原理有一个初步的认识。当然了如果想像英雄联盟里面的人物那样带点击的特效的话，还需要用到粒子系统方面的知识，好了，废话不多说了，咱们开始吧

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1. 认识网格导航组件

Nav Mesh Agent（网格导航代理）

• Radius：agent的半径，用于计算该agent和其他agent、obstacle的碰撞。
• Height：agent的高度，agent可以通过的头顶障碍最小高度。
• Base offset：agent圆柱碰撞体中心点的偏移值。当Agent创建后，圆柱碰撞体显示过高或过低，用于将其调整到地面。
• Speed：agent移动的最大速度（世界空间中以秒单位计算）
• Angular Speed：agent最大的旋转速度（角度每秒）
• Acceleration：agent最大的加速度（世界空间单位每秒的平方）
• Stopping distance：agent靠近目标时停下的距离
• Auto Braking：自动刹车，当启用的时候agent会在到达终点时慢慢停下，你应该在角色需要平滑地巡逻几个固定点时，禁用它。
• Quality：障碍回避的质量值，如果你有大量的agent就可以降低该值节约CPU的资源，将它设置为0，则只会处理碰撞，不会尝试规避其他agent和obstacle。
• Priority：agent会重视该值比自己小的，而忽略该值比自己大的。该值范围为0到99，数字越低意味着高权限，权限越高（越小的值）会被其他agent重视而回避。
• Auto Traverse OffMesh Link：需要agent自动通过off-mesh link的时候设置为true，当想要使用动画或其他特殊的方法通过off-mesh link时设为false。
• Auto Repath：启用时，agent会在到达局部路径的终点时，尝试再次寻找路径。当没有通向目标的路径时，它会生成一个离目标最近的点作为当前的一个目标。（我尝试下来发现，当目标点不可达，勾选该选项的agent尝试寻找临近目标点的欲望比不勾选的要大）
• Area Mask：AreaMask描述了agent会在哪些烘培的区域中寻找路径。当你准备烘培NavMesh时，你可以指定区域的类型，比如你想让阶梯作为一个特殊的区域，并且禁止某些角色使用阶梯。

在使用Agent的时候，大家可能发现了Agent有Radius属性，在我们烘培NavMesh的时候设置的圆柱体也有Radius属性，两者有什么区别呢？

在寻路的时候有两个阶段，第一阶段只考虑烘培NavMesh并寻找一条可行的路径，而第二阶段Agent就已经在前往目的地的路上了，它会考虑其他agent和obstacle，并尽量避开他们。

烘培时候的Radius就对应第一阶段的生成NavMesh，而Agent上的Radius只在第二阶段使用。就比如说，有一条小径，你有一只大怪是通过不了该路径的，但烘培时候的Radius设置的比较小，虽然Agent的Radius可能设置的很大，但这只大怪还是会使用该小径通过。

所以要理解寻路的两个阶段，再强调一遍，第一阶段没有开始真正的寻路不考虑其他的agent和obstacle，只看NavMesh，而第二阶段Agent已经在行走，而会尽量避开其他agent和obstacle。

Off Mesh Link(分离网格连线)

OffMeshLink组件允许你在区域中给Agent提供一些小近路，使Agent能快速通过，比如跳过栅栏、通过一扇门。

• Start：物体描述的开始点。
• End：物体描述的结束点。
• Cost Override：如果该值是正的，使用它在处理需求路径时计算路径的代价值，否则会使用默认的代价值（游戏物体所属区域的代价值）。如果代价值设置超过3.0，经过该off-mesh link会比经过三倍的默认NavMesh区域还多。当你想用Agent初始化偏爱的路径时，该代价值非常有用。当然最好是在移动中清晰比较长的距离中使用。
• Bi Directional：如果启用，则该link是双向的，否则只能从Start到End。
• Activated：指定该link会不会在寻路的时候使用（在设置为false的时候被忽略）
• Auto Update Position：启用的时候，Off-Mesh Link会自动重新连接start和end的坐标，如果禁用，则只使用启用时候的坐标，即使后来坐标移动了也不会改变。
• Navigation Area：描述link所属的NavMesh区域类型，该区域类型会允许你在相似类型区域中应用该区域的通路代价值，并且防止一些特定的Agent使用该通路，使用Agent的AreaMask属性来控制。

Nav Mesh Obstacle（网格导航障碍）

• Shape：obstacle的几何形状，选择物体最合适的形状，有两种Box方块和Capsule胶囊体。
• Box/Center：方块形状的中心点，与Transform的Position有关。
• Box/Size：方块的大小尺寸。
• Capsule/Center：胶囊体形状的中心点，与Transform的Position有关。
• Capsule/Radius：胶囊体的半径。
• Capsule/Height：胶囊体的高度。
• Carve：当Carve该选项被勾选，Obsacle该物体会在NavMesh上制造一个空洞。
• Move Threshold：Unity会在Obstacle移动该距离下，将其处理为移动状态，使用该属性设置移动更新Carve空洞的频率。
• Time To Stationary：Obstacle停止运动后，经过多少时间（秒）会被处理为静止状态。
• Carve Only Stationary：启用时，Obstacle仅会在静止时被处理成空洞，详见官方文档（废话）。这里有几个小细节需要注意，禁用该选项时，空洞的重新计算是隔一帧计算一次，就是两帧计算一次。然后最好启用该选项，因为每次空洞的重新计算比较费时。官方文档中举了两个适用的场景：木桶、箱子之类会受力停止的启用选项，而像坦克缓慢移动的，则可以禁用该项。

Navigation面板（导航面板）

Agents（网格导航代理）

• Agent Types：导航代理类型
• Name：导航代理名字
• Radius：导航代理半径
• Height：导航代理高度
• Step Height：能上去的台阶高度
• Max Slope：最大的坡度

Areas（导航区域）

• 前三个是Unity内置的Walkable（能走的），Not Walkable（不能走的），Jump（跳）
• 其他的用户用来自定义

Bake（烘焙参数面板）

• Radius：具有代表性的物体半径，半径越小生成的网格面积越大。
• Height：具有代表性的物体的高度。
• Max Slope：斜坡的坡度。
• Ste Height：台阶高度。
• Drop Height：允许最大的下落距离。
• Jump Distance：允许最大的跳跃距离。
• Min Region Area：网格面积小于该值则不生成导航网格。
• Width Inaccuracy：允许最大宽度的误差。
• Height Inaccuracy：允许最大高度的误差。
• Height Mesh：勾选后会保存高度信息，同时会消耗一些性能和存储空间。

Object（物体参数面板）

• Navigation Static：勾选后表示该对象参与导航网格的烘培。
• OffMeshLink Generation：勾选后可跳跃(Jump)导航网格和下落(Drop)。
• Navigation Area：可以导航的区域

2. 使用网格导航组件实现跟随物体位置移动

搭建环境

• 平面障碍物
• 使用Off Mesh Link制作的路径
• 楼梯
• 斜坡
• 断层
• 洞口

3. 烘焙导航网格

• 打开导航面板

  
  
  

• 选中要烘焙的地形对象

  
  
  

  • Navigation>>Object>>All,Navigation Static勾选

    
    
    
  • Navigation>>Bake
    • 调整半径让其尽可能多的包含地形对象
    • 调整高度（可以进入洞口）
    • 调整最大坡度（可以上的坡度）
    • 调整台阶高度（可以走上楼梯）
    • 调整下落高度（可以从高出落下）
    • 调整跳的距离（可以跳过断层）
    • 点击Bake

• 烘焙之后Scene视图中的效果，所有显示蓝色的网格是可以导航到的位置

  
  
  

• 设置能够跳跃断层

  
  
  
  • 选中能够跳跃的对象，Navigation>>Object>>All>>Generate OffMeshLinks勾选，然后进入Bake面点击Bake

• 烘焙之后Scene视图中的效果，Plane出现了箭头指向了另一头的Plane

  
  
  
• 使用Off Mesh Link制作的路径
  • 创建一个Cube放在第一个Plane的边缘，克隆一个放在第二个Plane的边缘
  • 在第一个Cube身上添加Off Mesh Link组件，把第一个Cube拖到组件的Start中，把第二个Cube拖到组件的End中，这样就可以从第一个Plane的第一个Cube的位置到第二个Plane的第二个Cube的位置；中间的黑线就是Off Mesh Link制作的路径

4. 创建角色和跟随物体

• 创建一个胶囊体当作小人

  
  
  

• 创建一个Cube当作跟随物体

  
  
  

5. 在角色身上添加Navigation Mesh Agent组件

6. 脚本

• 功能：让角色导航到跟随物体的位置
• 把脚本挂载到角色身上
• 把跟随物体拖到脚本的实例对象上

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.AI;//人工智能的命名空间

//按下鼠标左键玩家跟随移动
//挂载对象：Player游戏对象
public class Test01 : MonoBehaviour
{
    //玩家要到达的位置
    public Transform TrCube;
    //网格导航代理
    private NavMeshAgent mNMA;
    void Start()
    {
        //得到NavMeshAgent组件
        mNMA = GetComponent();
    }


    void Update()
    {
        //到指定的位置（终点的位置）
        //方法一:通过属性
        mNMA.destination = TrCube.position; 
        //方法二：通过方法
        //mNMA.SetDestination(TrCube.position);
    }
}

参考文章：Unity3D 官方文档 NavMesh三个组件的翻译与解释 自动寻路需要知道的细节

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最后：网格导航的所有内容就到这里了，通过这篇文章咱们认识了网格导航的三个基本组件以及导航面板，通过做一些小demo去加深理解，好了，这期内容就到这里了，大家再见