Unity即时战略/塔防项目实战（一）——构造网格建造系统

Unity即时战略/塔防项目实战（一）—— 构造网格建造系统

效果展示

Unity RTS游戏网格建造系统

实现原理

地形和格子划分，建造系统BuildManager构建

地形最终需要划分成一个一个的小方格，首先定义一下小方格：

private struct MapCellNode
{public float height;		// 格子的中心高度public float steepness;		// 格子的梯度public Building current;	// 格子中存储的建筑
}

将地图分成m*n的小个子，用一个二维数组容纳这些格子，并对这些格子进行初始化：

// 盛放格子的容器
private static MapCellNode[,] mapCells;// 初始化格子，并计算每个格子的高度和坡度
private void InitMapCells()
{var terrainData = _terrain.terrainData;int gridWidth = (int)(terrainData.bounds.size.x / cellSize.x);int gridHeight = (int)(terrainData.bounds.size.z / cellSize.y);mapCells = new MapCellNode[gridWidth, gridHeight];for (int i = 0; i < gridWidth; ++i){for (int j = 0; j < gridHeight; ++j){mapCells[i, j].current = null;var center = GetCellLocalPosition(i, j);mapCells[i, j].height = center.y;var steepness = terrainData.GetSteepness(center.x / terrainData.size.x, center.z/terrainData.size.z);mapCells[i, j].steepness = steepness;}}
}

定义建造系统的一些API方便在其他地方使用：

// 根据格子索引，获取格子中心点的本地坐标
public static Vector3 GetCellLocalPosition(int w, int h)
{Vector3 withoutHeight = new(w * cellSize.x + cellSize.x * 0.5f, 0, h * cellSize.y + cellSize.y * 0.5f);return GetTerrainPosByLocal(withoutHeight);
}// 根据格子索引，获取格子中心点的世界坐标
public static Vector3 GetCellWorldPosition(int w, int h)
{return Instance.transform.TransformPoint(GetCellLocalPosition(w, h));
}// 计算地图上的本地坐标点，所属网格的索引
public static (int, int) GetCellIndexByLocalPosition(Vector3 local)
{return ((int)(local.x / Instance._cellSize.x), (int)(local.z / Instance._cellSize.y));
}// 计算地图上的世界坐标点，所属网格的索引
public static (int, int) GetCellIndexByWorldPosition(Vector3 world)
{return GetCellIndexByLocalPosition(Instance.transform.InverseTransformPoint(world));
}// 根据给定的格子区域（起始格子索引、宽度和高度），计算区域内所有格子的平均高度
public static float GetGridAverageHeight(int sx, int sy, int w, int h)
{float height = 0;int count = 0;for (int x = sx; x < sx+w; ++x){if( x < 0 || x >= gridSize.x)continue;for (int y = sy; y < sy + h; ++y){if( y < 0 || y >= gridSize.y)continue;height += mapCells[x, y].height;++count;}}if (count > 0)return height / count;return 0;
}

PreBuilding 和“开始建造”

由于一次只能建造一个建筑，因此，当开始建造时，首先持有待建造的物体，用current来保存待建造的物体。

// 开始建造，根据id查询待建物，并持有它。
public static void TakeBuilding(string id)
{if (!Instance.preBuildings.TryGetValue(id, out PreBuilding pb))return;BeginBuild(pb);
}// 准备建造指定的建筑物
private static void BeginBuild(PreBuilding pb)
{// 让待建物准备建造（重置待建物的材质参数等）pb.BeginBuild();currentBuilding = pb;// 在待建物周围绘制方格线Instance.buildLineDrawer.gameObject.SetActive(true);Transform trans = Instance.buildLineDrawer.transform;trans.SetParent(currentBuilding.transform);trans.localPosition = projectorOffset - currentBuilding.AlignToCellOffset();// 如果待建物是具有攻击范围或影响范围的，则显示范围指示器并设置半径为待建物的影响范围if (currentBuilding.canAttack){Instance.attackCircel.gameObject.SetActive(true);Instance.attackCircel.SetRadius(currentBuilding.AttackRadius);trans = Instance.attackCircel.transform;trans.SetParent(currentBuilding.transform);trans.localPosition = projectorOffset;}
}

然后就是建造检测逻辑：

private void Update()
{// 不在建造状态就返回if (currentBuilding is null || currentBuilding.IsBuilding){
#if DEBUG_MODDisplayDebugInfo();
#endifreturn;}// 按下右键就取消建造if (Input.GetMouseButtonDown(1)){CancelBuild();return;}// 不在UI上才建造if (EventSystem.current.IsPointerOverGameObject()){if (!Cursor.visible)Cursor.visible = true;return;}// 获取建造点if (!Physics.Raycast(mainCamera.ScreenPointToRay(Input.mousePosition), out RaycastHit hit, 100f,groundLayer.value)){if (!Cursor.visible)Cursor.visible = true;return;}if (Cursor.visible)Cursor.visible = false;// 按下R键就旋转待建物（换个朝向）if (Input.GetKeyDown(KeyCode.R))currentBuilding.NextRotation();// 获取地图格子索引var (x, y) = GetCellIndexByWorldPosition(hit.point);// 尝试放入待建物，如无法放置返回falseif (currentBuilding.CheckBuildingIndexPosOnGrid(x, y)){// 按下左键，准备结束建造if (Input.GetMouseButtonDown(0)){PrepareEndBuild();}}
}

检测能否放置在当前位置的方法如下：

public bool CheckBuildingIndexPosOnGrid(int x, int y)
{bool canBuild = true;// 根据朝向计算当前占用格子的宽度和高度// 比如：一个建筑物南北朝向放置时占用3*2个格子，但是东西朝向放置时将占用2*3个格子。var (w, h) = GetRealSizeWithDir();int dx = (w - 1) / 2;int dy = (h - 1) / 2;int sx = x - dx;int sy = y - dy;// 获取所占格子的平均地形高度float aheight = BuildManager.GetGridAverageHeight(sx, sy, w, h);string info = "超出范围";for (int px = sx; canBuild && px < sx + w; ++ px){// 判定x方向是否超出地图边界if (px < 0 || px >= BuildManager.gridSize.x){canBuild = false;break;}for (int py = sy; py < sy + h; ++py){// 判定z方向是否超出地图边界if (py < 0 || py >= BuildManager.gridSize.y){canBuild = false;break;}// 判定所占用的格子上是否已经存在其他建筑if (BuildManager.GetBuildingWithCell(px, py) is not null){canBuild = false;info = "已存在其他建筑";break;}// 判定格子地形高度与平均高度是否相差太多if (Mathf.Abs(aheight - BuildManager.GetCellHeight(px, py)) > 0.2f){canBuild = false;info = "地形不平";break;}// 判定格子坡度是否太陡if (BuildManager.GetCellStepness(px, py) > 3f){canBuild = false;info = "坡度太陡";break;}}}// 根据格子索引，获取世界坐标，并将其对齐到网格// AlignToCellOffset意义为：假设待建物体的中心点在物体的几何中心，那么，如果所占格子尺寸为奇数，// 则建筑是对称的，偏移为0；如果所占格子尺寸为偶数，则该建筑不是对称的，需要偏移半个单元格。var pos = BuildManager.GetCellWorldPosition(x, y) + AlignToCellOffset();// 如果能够在此处建造，则设置索引，并设置待建物材质为“绿色”，否则设置为“红色”。if (canBuild){_indexPos.x = sx;_indexPos.y = sy;_indexPos.width = w;_indexPos.height = h;preMaterial.SetColor(CommDefine.PrebuildColor, BuildManager.preBuildNormalColor);                }else{preMaterial.SetColor(CommDefine.PrebuildColor, BuildManager.preBuildBadColor);InfoTips.Display(info, pos, 1.2f );}// 设置待建物的世界坐标transform.position = pos;return canBuild;
}

当按下鼠标，确定在此处建造时：

// 准备完成建造
private static void PrepareEndBuild()
{// 恢复鼠标显示if (!Cursor.visible)Cursor.visible = true;// 关闭网格显示、关闭范围指示，开始播放建造动画currentBuilding.EndBuild();Instance.buildLineDrawer.gameObject.SetActive(false);if(currentBuilding.canAttack)Instance.attackCircel.gameObject.SetActive(false);
}// 建造完成（建造动画播放完成）
private static void FinishBuild()
{// 实例化真正要建造的物体Building bd = currentBuilding.CreateBuilding();// 将建筑保存到网格中SaveCurrentBuilding(bd);// 置空currentcurrentBuilding = null;
}

网格及范围指示的绘制

因为地形是不平的，要在不平整的地面上完美的绘制网格和范围指示器，那用到了投影（贴花），然后投影材质使用了自己写的shader，很简单：

• 网格的Shader：

fixed4 frag(const v2f i) : SV_Target
{const float temp_output_2_0_g3 = 1 - _Width;const float2 appendResult10_g4 = float2(temp_output_2_0_g3, temp_output_2_0_g3);const float2 temp_output_11_0_g4 = abs(frac(i.uv0 * _ScaleOffset.xy + _ScaleOffset.zw) * 2.0 + -1.0) -appendResult10_g4;const float2 break16_g4 = 1.0 - temp_output_11_0_g4 / fwidth(temp_output_11_0_g4);float4 res = 1 - saturate(min(break16_g4.x, break16_g4.y)).xxxx;const float len = length(i.uv0 - float2(0.5,0.5));res *= step(len, 0.5);res *= smoothstep( 1-len, _min, _max);return res * _Color;
}

• 范围指示的Shader：

fixed4 frag(const v2f i) : SV_Target
{const float radius = _Radius * 0.5;const float width = _Width * 0.5;const float len = length(i.uv0 - float2(0.5,0.5));float4 res = step(len, radius);const float4 inner = step(len, radius - width);res -= inner;res *= _Color;return res;
}

建造过程动画

由于缺乏美术资源，建造过程通过一个融合动画来展示建造过程，融合用ASE插件做的Shader：