Unity3D自带例子AngryBots的分析

研究一下Unity3d自带的AngryBots项目，了解基本的游戏运行机制：

1. 人物的动作控制逻辑
***Player对象***
[外形]
Player对象里有一个对象具有Skinned Mesh Renderer组件，该组件使用的Mesh名为main_player_lorez。
类似的还有表达武器的，名为main_weapon001的GameObject。

[操作]: (InputManager)
**移动**
定义：
移动在InputManager里添加了2种操作方式：
水平移动，名为 Horizontal
垂直移动，名为 Vertical
并设置了一些属性，比如对应的按键，加速度，类型等等。
在脚本(PlayerMoveController.js)里，通过Input.GetAxis("Horizontal") 和 Input.GetAxis("Vertical")获得玩家的按键状态转化成的运动方向。
并储存在MovementMotor.js脚本定义的movementDirection变量里。

实现：
Player添加了RigidBody组件，该组件提供了按物理规律改变GameObject的Transform的能力。
在FreeMovementMotor.js脚本里，定义了一些参数，用于和movementDirection一起，计算出作用于RigidBody对象上的力(Force)。角色就开始向指定方向移动了。

**面向(facingDirection)**
直接使用Input.mousePosition作为屏幕坐标,用角色所在位置定义一个平面，求得射线焦点，将该角色所在位置到该点的方向作为面向。
并储存在MovementMotor.js脚本定义的facingDirection变量里。

[动作播放]:Player Animation(Script)(PlayerAnimation.js)
var moveAnimations : MoveAnimation[]; 因为是public变量，所以可以在inspector中直接修改,
例子中定义了6个动作 run_forward/run_backward/run_right/run_left 和 idle/turn 。
由于这个例子里角色的动作定义了6个clip，和上述6个动作名称一一对应。

动作的播放不是在转向发生，或是ASWD按下时发生的。
该脚本对比Player的Transform在2帧内的变化，根据面向、移动方向，计算出具体播放哪个动作。
同时，有动作混合逻辑，使得动作的切换是有过程并且平滑的。
上半身转动到一定角度，下半身也会调整，这个也是逻辑做的功能。

2. 从射击到命中的整个处理流程，射击特效的制作原理
[创建子弹]
Cache对象
ObjectCache类
var prefab : GameObject;
var cacheSize : int = 10;
Spawner.js
var caches : ObjectCache[];
function Awake () {
caches[i].Initialize ();
}
static function Spawn(...);
static function Destroy(...);

有一个对象cache池，即为objectCache对象的实例，
该对象初始化固定数量的对象实例，并顺序的提供对象实例。
Spawner对象按Prefab类型将多个ObjectCache对象组织起来，
并通过Spawn 和 Destroy 函数提供统一的接口来创建和销毁各种对象实例--例如子弹，导弹。

[发射子弹的时机]
WeaponSlot
TriggerOnMouseOrJoystick.js
public var mouseDownSignals : SignalSender;
public var mouseUpSignals : SignalSender;
SignalSender.js
public function SendSignals (sender : MonoBehaviour)
public var receivers : ReceiverItem[];
AutoFire.js
function Update ()
if (firing) {
if (Time.time > lastFireTime + 1 / frequency) {
var go : GameObject = Spawner.Spawn (bulletPrefab, spawnPoint.position, spawnPoint.rotation * coneRandomRotation) as GameObject;


WeaponSlot(GameObject)对象有一个脚本组件 , 名为TriggerOnMouseOrJoystick
该脚本的update方法通过Input.GetMouseButtonDown (0) 来监测鼠标左键的按下状态，同时使用SignalSender对象将事件Fire出去。
SignalSender本质上来说是一个发布订阅模式,EventSource通过声明SignalSender变量，
来声明会发起的事件(event name)，并在必要的时机，调用SignalSender.SendSignals(this)来fire事件。
事件的接收方由SignalSender的receivers变量给出。
因为它是个全局变量，所以可以在inspector里设置。
客户方的处理逻辑和事件源就是通过这样的方式关联起来的。
事件的名称也是通过inspector来设置的。

SendSignals方法接受的参数为MonoBehaviour类型，因此可以通过这个事件机制，在不同的脚本中调用不同的功能。
由于GameObject的SendMessage的实现原理，只需要保证事件的接收方包含与事件名称相同的函数，即会被自动调用。
（疑惑：这种方式是不带参数的，如果需要对Event做额外的参数传递怎么办呢？能想到的是在一个公共的地方做数据交换）
通过SignalSender，武器的逻辑状态--"开火"--已经被逻辑识别了，例子将结果保存在AutoFire脚本的firing变量中。

开火后，在AutoFire里，激活了子弹的实例对象。

[开火的特效]
WeaponSlot
AutoFire.js
muzzleFlashFront.active = true;
audio.Play ();

通过SignalSender，武器的逻辑状态--"开火"--已经被逻辑识别了，
例子将结果保存在AutoFire脚本的firing变量中。同一时刻，也播放了一些开火的特效：
*武器开火的音效，这只是调用AudioSource组件。
*武器枪口的火花，muzzleFlashFront对象，在inspector中指定为一个GameObject。
其中包含一些Mesh和一个Light，以及一个将Mesh旋转和缩放以达到比较酷的喷射火光的脚本。
*人物的射击动作--通过另一组监听实现的，不在AutoFire脚本中触发。

[命中时的事情]
PerFrameRaycast.js
private var hitInfo : RaycastHit;
AutoFire.js（命中判定）
var hitInfo : RaycastHit = raycast.GetHitInfo ();
AutoFire.js（击退敌人）
var force : Vector3 = transform.forward * (forcePerSecond / frequency);
hitInfo.rigidbody.AddForceAtPosition (force, hitInfo.point, ForceMode.Impulse);
AutoFire.js（播放击中的音效）
var sound : AudioClip = MaterialImpactManager.GetBulletHitSound (hitInfo.collider.sharedMaterial);
AudioSource.PlayClipAtPoint (sound, hitInfo.point, hitSoundVolume);

游戏中实现的命中，和子弹飞行无关，是通过PerFrameRaycast.js脚本提供的射线查询结果来做的命中判定。
PerFrameRaycast每帧做一次射线查询，将得到的结果保存在hitInfo中。
AutoFire在update的时候，检查是否命中了对象。
如果命中了对象，计算各种伤害，并调用Health脚本组件的相关方法。（Health相关的事情稍后详细描述）

[子弹的飞行]
子弹是一个名为InstanceBullet的GameObject，
它由名为InstanceBullet的Prefab对象来描述，
主要包含了一个表达子弹轨迹的长条形的mesh，和一个用于控制其飞行的脚本SimpleBullet.js。

SimpleBullet.js
function Update () {
tr.position += tr.forward * speed * Time.deltaTime;

function Update () {
if (Time.time > spawnTime + lifeTime || dist < 0) {
Spawner.Destroy (gameObject);

SimpleBullet.js包含了一些参数，保证子弹有以下行为：
沿创建的方向飞行
有时限，时间到了会被休眠(Spawner.Destroy)
有距离上限，超过距离会休眠(Spawner.Destroy)

AutoFire.js
bullet.dist = hitInfo.distance;
除了上述2种方式消隐子弹实例外，子弹可以穿过场景里的石头，但是无法穿越箱子，也无法穿越将石头移开后露出的场景边界。
这是因为在AutoFire做命中判定的同时，根据射线查询的结果调整了子弹的距离上限参数。

3. 怪物的激活、攻击、动作控制原理，你所遇到的第一个怪物KamikazeBuzzer的攻击特效的实现原理
[第1个KamikazeBuzzer]
SimpleBuzzers7
EnemyArea.js
Box Collider

KamikazeBuzzer
KamikazeMovementMotor.js
BuzzerKamikazeControllerAndAi.js
DestroyObject.js
Health.js
AudioSource

[外形]
buzzer_bot

[动作]
这个怪物的mesh没动作。

[激活]
EnemyArea.js
function OnTriggerEnter (other : Collider) {
if (other.tag == "Player")
ActivateAffected (true);

角色进入 Box Collider 的范围时，会触发OnTriggerEnter，
这时会将SimpleBuzzers7的子对象KamikazeBuzzer设置为激活的。挂载到KamikazeBuzzer对象上的脚本组件也就可以开始执行了。

[移动]
KamikazeMovementMotor.js
该脚本控制KamikazeBuzzer的刚体属性，根据参数和一定的计算规则计算出力，作用于刚体，让KamikazeBuzzer动起来，类似于Player的移动原理。

BuzzerKamikazeControllerAndAi.js
该脚本根据怪物和Player之间的位置关系，按一定计算规则算出KamikazeMovementMotor需要的参数，从而达到控制其移动的目的。

direction = (player.position - character.position);
因为方向总是朝着player，所以看起来就有个“追击”的效果。

rechargeTimer < 0.0f && threatRange && Vector3.Dot (character.forward, direction) > 0.8f
这个判断达到了“追过头”的效果。

[攻击特效]
当移动流程里“追到了”条件达成后，主要调用DoElectricArc函数来表达攻击方式。

zapNoise = Vector3 (Random.Range (-1.0f, 1.0f), 0.0f, Random.Range(-1.0f, 1.0f)) * 0.5f; 
zapNoise = transform.rotation * zapNoise;
这里有些小随机，是为了让每次电到Player的位置不一样。

public var electricArc : LineRenderer;
electricArc.SetPosition (0, electricArc.transform.position);
electricArc.SetPosition (1, player.position + zapNoise);
主要靠LineRenderer来描述闪电弧。
LineRenderer用来构造若干条连续的线段，可以设置起始的宽度和结束的宽度。

[被击]
DamagePos(GameObject)
Transform(Component)
KamikazeBuzzer(GameObject)
Health.js
Health.js
private var damageEffect : ParticleEmitter;
function OnDamage (amount : float, fromDirection : Vector3) {
damageEffect.Emit();

DamagePos对象聚合了一个Transform组件，该组件为被击效果提供坐标信息。
KamikazeBuzzer聚合了一个Health.js，其中的damageEffect指定为ElectricSparksHitA(prefab)。
在之前子弹的命中流程中，被击中的target，会调用其Health组件的OnDamage函数。
KamikazeBuzzer的Health的OnDamage，就是创建ElectricSparksHitA(Clone) 对象，从而达到播放被击特效。

[死亡和爆炸]
Health.js
public var dieSignals : SignalSender;
function OnDamage (amount : float, fromDirection : Vector3) {
if (health <= 0)
{
dieSignals.SendSignals (this);

SpawnObject.js
function OnSignal () {
spawned = Spawner.Spawn (objectToSpawn, transform.position, transform.rotation);

DestroyObject.js
function OnSignal () {
Spawner.Destroy (objectToDestroy);

当health值减少到0及0以下，对象就被判定为死亡了。
DamagePos对象聚合了一个SpawnObject.js脚本。在其OnSignal函数里创建一个ExplosionSequenceBuzzer(prefab);
ExplosionSequenceBuzzer是用来表达爆炸效果的。在其EffectSequencer.js脚本中，控制了一些粒子的变化。
KamikazeBuzzer对象聚合了一个DestroyObject.js脚本。在其OnSignal函数里销毁了KamikazeBuzzer对象实例。

4. 人物与怪相关的health处理相关流程
Player和怪物的血量，都是通过聚合一个Health.js脚本组件来完成。
伤害计算则是在各自的组件里独立编写计算的。Player是AutoFire,KamikazeBuzzer是在其AI脚本里。

Health组件主要定义了
血量
被击特效
受伤的痕迹
被击事件
死亡事件
协作方式已经在分析Player和KamikazeBuzzer的行为方式时有所表述。

5. 摄像机跟随与控制
PlayerMoveController.js
里面根据角色位置计算摄像机位置。根据鼠标位置，微调摄像机位置。

6. 雨滴相关效果的实现原理，包括雨滴掉落、落到地面产生的波纹、地表水面的实现与反射效果等
【雨滴】
[相关GameObject]
Rain 表达雨声
RainBox 表达雨滴
RainEffect 将各种东西组织起来的Root对象
RainDrops 雨滴掉落的Root对象
RainslpashesBig 表达雨滴的大涟漪的Root对象
RainslpashesSmall 表达雨滴的小涟漪的Root对象
splashbox 表达涟漪

[Mesh&Material]
RainDrops_LQ0/1/2
RainsplashesBig_LQ0/1/2
RainsplashesSmall_LQ0/1/2

[Shader]
Rain
RainSplash

[组织关系]
Environment(dynamic)
RainEffects(位置000)
RainDrops(RainManager.js)
RainBox*N
RainBox.js
Rain(Shader)
RainDrops_LQ0(Mesh)
RainslpashesBig(RainsplashManager.js)
splashbox
RainsplashBox.js
RainSplash(Shader)
RainsplashesBig_LQ0(Mesh)
RainslpashesSmall
splashbox
RainsplashBox.js
RainSplash(Shader)
RainsplashesSmall_LQ0(Mesh)

[落雨]
RainManager.js
function CreateMesh () : Mesh {
public function GetPreGennedMesh () : Mesh {

RainManager 在运行期创建了雨幕的Mesh和Material，思路为在固定大小的长方体里，随机生成只有4个顶点的小片。
生成的对象和名字有关，即为 GameObject.name + _LQ0/1/2，一共3种类型的Mesh，只是生成的片的位置，uv坐标等不一致。

RainBox.js
function Update() { 
function OnDrawGizmos () {

Update里的逻辑让雨幕Mesh在Y方向上从上自下的循环运动，从而达到雨滴落下的效果。
OnDrawGizmos函数是为了在编辑期绘制雨幕的外形。

[涟漪的创建]
RainsplashManager.js
RainsplashBox.js

涟漪的创建方式和雨幕原理一样，只是在小片生成时的坐标，法线方向略有不同。
大涟漪和小涟漪只是创建的片的数量和区域大小不同而已。

[涟漪的扩散]
RainSplash(Shader)里，对传进来的定点上的uv坐标和颜色做了一定的变换，从而做出涟漪从小变大和逐渐消隐。

（疑问）材质从哪里指定的？inspector手工指定？
（疑问）RainBox.js 里的enable，禁止和允许了哪些调用?

【地表水面与反射】
[相关GameObject]
polySurface5097 地表
RealtimeReflectionInWaterFlow.shader 处理水面模拟和反射的shader
Main CameraReflectionMain Camera 反射摄像机
RealtimeReflectionReplacement.shader 备用的shader方案
Main Camera 主摄像机
ReflectionFx.cs 生成反射贴图的脚本
public System.String reflectionSampler = "_ReflectionTex"; 反射贴图
reflectionMask

[关键代码]
ReflectionFx.cs
public Transform[] reflectiveObjects;
private Camera reflectionCamera;
public LayerMask reflectionMask;
计算反射摄像机的位置和朝向,将变换合并为反射矩阵
渲染到反射贴图

RealtimeReflectionInWaterFlow.shader
_ReflectionTex("_ReflectionTex", 2D) = "black" {}
v2f_full vert (appdata_full v) 
o.fakeRefl = EthansFakeReflection(v.vertex); 
fixed4 frag (v2f_full i) : COLOR0 
fixed4 rtRefl = tex2D (_ReflectionTex, (i.screen.xy / i.screen.w) + nrml.xy);
rtRefl += tex2D (_FakeReflect, i.fakeRefl + nrml.xy * 2.0);

RealtimeReflectionReplacement.shader

[LateUpdate]
在LateUpdate里处理反射
因为反射需要等所有对象的运动都结束了。

[reflectiveObjects]
reflectiveObjects是可以产生反射的对象，手工添加的，例子里有3个，分别是：
polySurface5097
polySurface425
polySurface5095

[helperCameras为什么要Clear]
helperCameras从设计意图上来看，是为了支持游戏里任意数量的摄像机的反射，也就是ReflectionFx.cs的通用性。
为了确保一帧之内只渲染一次反射贴图，所以就clear了。

[被反射对象的筛选]
reflectionMask
可以被反射的对象必须是以下layer之一
Reflection
Player
Enemies
这个通过Inspector设置GameObject的Layer属性即可。

7. 其它你觉着重要的主题
Coroutine.协程，协程不是多线程，是将代码的执行控制权转移出去的一种机制。通过这种机制，可以让代码的执行流程不那么顺序化，达到各种模块协作的目的。
AudioSource 音源对象，需要AudioClip载入声音资源，用AudioListener(ears)一起计算音频的声音大小。
Animation 动画对象，控制骨骼动画相关，支持混合和IK。
WWW 封装URL操作的类，可以支持http,https,file,ftp协议。其中ftp只能支持匿名登录。
NGUI 一个轻量级UI库