Unity武器系统的优化

发表于2018-05-28
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射击游戏子弹是最基本的游戏对象,当然使用unity开发的话,做一个子弹并不是很难的事,从发射到子弹的飞行,到销毁,基本上入门的程序员都能写出来。


然而这个看似简单的东西,有着很大的优化空间。这个优化分两部分,一是子弹的发射优化,另一个是子弹的碰撞检测优化。

对于发射时的优化,主要考虑到子弹这个游戏对象使用频率比较高,一个关卡里,要产生和销毁大量的游戏对象,从内存加载到实例化,然后执行销毁动作,速度,性能太差,而且因为unity的内存管理并不好,因此为产生大量的内存垃圾,如果游戏时间一长,或者在安卓等低端平台运行时就会造成卡顿现象。关于解决这个问题,网上有很多方案,也有现成的插件,PoolManager等,管理对象的实例化和销毁。当然可以自己写一个简单点的东西来优化这一过程。怎么做呢?

原理就是重复利用子弹。用一个数组来保存子弹的引用,初始化的时候全部隐藏,射击的时候按照数组下标依次激活。一个子弹打出去后,到了回收的时候,不要销毁,而是将其“隐藏”,并做初始化处理。这个过程还可以优化,例如一个弹夹的子弹数量是30,实际上你只需要预加载15发子弹就可以了。依次激活,重复利用。

代码如下:
using UnityEngine;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
public class GunShot : MonoBehaviour
{
    public string weaponName;//武器的名称,使用Resource加载
    private List<BullectOfWeapon> weapons;//用List集合保存子弹对象数组
    public int shellCount = 20;//一个弹夹的子弹数量
    public int maxShell=10;//预加载子弹数量,因为可以循环利用,可以小于等于弹夹的子弹数量
    private int currentShell = 0;//当前激活的子弹
    public float fireRote=0.2f;//开火时间间隔,一次射击到下一次的时间
    private float currentFireTime;//当前时间
    public float loadTime = 1.5f;//上子弹的时间。
    private float currentLoadTime = 0;
    private int currentCount;//一个弹夹打出去的子弹数
    public int chargerCount=5;//弹夹的数量
    void Start() {
        InitGun();//初始化武器
    }
    void Update() {
        if (!isLoading()&&checkFire()&&  Input.GetButton("Fire1")) 
{//注意条件顺序,写反就不对了
            Shot();//开火代码
        }
    }
    public void InitGun()//初始化武器
    {
        //武器的名称,使用Resource加载
        BullectOfWeapon _weaponModel = Resources.Load<BullectOfWeapon>(weaponName);
        if (_weaponModel)
        {
            weapons = new List<BullectOfWeapon>();
            for (int i = 0; i < maxShell; i++)
            {
                //实例化子弹对象
                BullectOfWeapon _weapon = Instantiate(_weaponModel);
                //将其隐藏
                _weapon.gameObject.SetActive(false);
                //初始化子弹,将子弹放在“弹夹里”,将生成的子弹作为子对象
                //这么做可以方便管理
                _weapon.InitWeapon(transform);
                //将子弹对象的引用添加至集合
                weapons.Add(_weapon);
            }
        }
        _weaponModel = null;//释放子弹对象,这个可以让系统能更好多份对内存进行回收
    }
    public bool checkFire() {//根据上一次开火的时间判断是否可以开火
        currentFireTime += Time.deltaTime;
        if (currentFireTime >= fireRote) {
            currentFireTime = 0;
            return true;
        }
        return false;
    }
    public bool isLoading() {
        if (chargerCount == 0) return true;//弹夹使用完毕
        if (currentCount < shellCount) { //判断是否已经
            return false;
        }
        currentLoadTime += Time.deltaTime;
        if (currentLoadTime >= loadTime) {
            currentLoadTime = 0;
            chargerCount--;//减少弹夹的数量
            currentCount = 0;//下一个弹夹从零计数
            return false;
        }
        return true;
    }
    public void Shot() {
        if (weapons!=null && weapons.Count > 0) {//先判断子弹数组防止为空
            if (!weapons[currentShell].gameObject.activeSelf)//检查当前子弹是否正在使用
            {
                weapons[currentShell].ActiveWeapon();//将子弹激活
                currentShell = (currentShell + 1) % maxShell;//移动下标
                currentCount++;
            }
        }
    }
}

public class BullectOfWeapon : MonoBehaviour
{
    private Transform charger;//弹夹,用来回收时将子弹对象放在父物体里,方便资源的管理
    public float lifeTime = 3;//子弹的生存时间
    public float maxSpeed;//子弹移动的最大速度
    private Vector3 velocity;//子弹的实时速度
    private Vector3 currentPos;//子弹的当前位置
    private Vector3 nextPos;//子弹的上一个位置
    private bool isHit;//是否碰撞
    private float distence;
    private RaycastHit hit;
    public void InitWeapon(Transform parent) {//初始化子弹
        if (!charger) this.charger = parent;//将子弹作为子对象放在“弹夹里”
        transform.parent = charger;
        //位置,角度归零
        transform.localPosition = Vector3.zero;
        transform.localRotation = Quaternion.identity;
    }
    public void ActiveWeapon() {//激活子弹
        currentPos = nextPos = transform.position;//初始化当前位置和下一个位置
        isHit = false;//
        velocity = maxSpeed * transform.forward.normalized;//初始化速度
        transform.parent = null;//将子弹从弹夹分离出去
        gameObject.SetActive(true);
        //开启协程,lifeTime之后将物体再次隐藏
        StartCoroutine(DestroyWeapon(gameObject,lifeTime));
    }
    public IEnumerator DestroyWeapon(GameObject desObj, float desTime) {
        yield return new WaitForSeconds(desTime>0?desTime:0);
        if (desObj.activeSelf)
        {
            desObj.SetActive(false);
            //隐藏子弹后重新初始化,为下一次使用做准备
            InitWeapon(charger);
        }
    }
    void Update() {
        Fire();
    }
    public void Fire() { //这个是子弹的被射出后的飞行与碰撞检测代码
        if (!isHit)//没有发生碰撞保持飞行
        {
            Flying();
        }
    }
    private void Flying() {//子弹的飞行
    }
}

以上就是枪和子弹的部分代码。关于特效,力什么的我就省略了。接下来来探讨一下子弹的飞行与碰撞的检测。

一般新手做子弹,使用transform+碰撞器+刚体,这样的子弹性能不高,而且极容易发生穿墙事件。Unity官方的士兵射击样例就是这么搞的,为了防止穿墙,子弹的飞行速度很慢,看起来很假。

学过射线的,估计会使用射线的碰撞检测,判断子弹是否击中目标。然后在碰撞点生成火花特效等。这样的子弹不会穿墙,但是少了子弹飞行的效果。然后就有人用发射一个粒子来展示子弹的飞行。

对于上面的两种方案,第一种是要果断放弃的,性能差。第二种性能比较好,我来将其优化一下,让子弹看起来更像子弹,就是射线检测+子弹飞行效果。通过修改子弹的位移,来模拟飞行效果,使用射线检测碰撞。这样性能和效果都有了。好不多说看实现代码。
private void Flying() {//子弹的飞行
        nextPos += velocity * Time.deltaTime;//使用平滑过渡不用担心穿墙问题
        distence = (nextPos-currentPos).magnitude;
        if (distence > 0) {
            if (Physics.Raycast(currentPos,transform.forward,out hit,distence))
            {
                isHit = true;
                nextPos = hit.point;//将下一个目标点设置为碰撞点
            }
        }
        currentPos = transform.position;//获取当前位置
        transform.position = nextPos;//将当前位置置于下一个点
        if (isHit)//碰撞后将子弹隐藏回收
        {
            StartCoroutine(DestroyWeapon(gameObject,0));
        }
    }

关于特效我就不多说了。使用TrailRenderer可以模拟子弹的轨迹,简单实用。力效果什么的大家自行加上。

上面就是优化后的武器系统,设计原理尽可能的节省内存,并提升自身性能,同时保证系统的正常使用。上面的方法可以同样使用在特效上,用数组保存火花粒子,弹壳,或者子弹贴图,这样在不失真的情况下还能保证系统性能。例如规定弹孔贴图的数量,然后就是动态的,每生成一个弹孔后,不是销毁,而。当弹孔数量达到最大值时,将以前的弹孔贴图放在新的碰撞点即可。而不是重复的执行加载实例和销毁,那样对系统的内存和效率影响更大。因为一个游戏对象的初始化过程和对应脚本的加载是很耗时的,尽管这对CPU来说是小事。
来自:http://www.cnblogs.com/jqg-aliang/p/4714750.html

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