基于Unity的塔防游戲

摘 要：利用Unity游戲開發引擎來設計一款休閑策略塔防游戲《保衛蘿卜》，游戲系統分為兩大模塊，游戲基礎模塊和游戲邏輯管理模塊，兩大模塊細劃分為資源管理模塊、數據存儲模塊、頁面UI管理模塊、游戲邏輯模塊和關卡模塊。其中游戲邏輯模塊是整個游戲的核心模塊，數據存儲管理模塊和關卡管理模塊為游戲提供了靈活的擴展能力，可以通過 xml 文件對關卡進行配置，將游戲的邏輯與實現相分離。運用算法實現怪物自動尋路，運用對象池技術實現子彈的優化，腳本動態加載地圖讀取關卡，按照游戲的開發思路，從相關知識介紹、游戲設計、游戲實現到游戲測試一步步展開工作。

關鍵詞：Unity；塔防；算法；對象池

1 引言

隨著互聯網技術的迅速興起和發展，人們生活質量在不斷的提高，人們對生活品質也在不斷增加。當前計算機電腦的普及，玩電腦游戲已經成為人們娛樂的主要方式之一[4]。選擇一款獨特的、吸引人的、畫面精美的游戲已成為一種主流。盡管目前市場上存在各種游戲，但塔防游戲市場仍然相當大。 因為它的特殊之處在于人們在游戲過程中沉浸其中，而且難度越大，挑戰性越強，越刺激。而且對于工作的人來說，也不可能花費大量時間用在游戲上，他們會在休閑時間，來享受這短暫的快樂，所以像這款保衛蘿卜塔防游戲就剛好迎合了他們的需求。

2 工具及關鍵技術介紹

2.1工具介紹

Unity是近些年來十分熱門的游戲專業開發引擎之一，包含各種開發工具，可發布多平臺的一個全面整合的專業游戲引擎，它可以一邊運行一邊調試，在運行調試過程中可以讓開發者挖掘到其中的樂趣，不斷迸發想法，不斷學習。

一個完整的Unity程序是由若干個場景組合而成的，每個場景都由許多游戲對象組成，每個游戲對象可以有若干個組件，腳本也是組件之一，通過腳本控制場景中的物體，跳轉場景等等是主要的操作手段，可以說，腳本即是大腦。

Unity簡單直觀的設計界面，高度的兼容性，使得游戲開發者能高效的完成工作。因此，Unity成為了目前國內大部分游戲開發者的首選工具。

2.2關鍵技術介紹

（1）對象池

對象池的應用在于減少內存開銷，其原理就是把可能要反復用到的對象，先存在一個“池子”里，要用的時候就調出來，不用的時候就放回去[5]，比如炮塔的子彈就是用的對象池技術。

（2）自動尋路算法

自動尋路算法意思是從某點自動到另一個點的算法[3]，一般用于解放玩家雙手，自動尋找某個NPC等，在塔防游戲中，自動尋路一般用于怪物身上，通過在地圖上設置尋路點，通過判斷這些點來使怪物沿著一條固定的路徑前進。

3需求分析

人們生活節奏越來越快，游戲已經成為人們生活中必不可少的一部分，人們通過玩游戲放松自己、消遣時間，而游戲的種類也是越出越多，通過對學生發放的100份調查問卷得出，針對“你喜歡哪款類型的游戲”這一問題中得出，47位同學選擇了塔防游戲這一選項，可見塔防游戲并非沉寂，塔防游戲時間短，無論何時何地就能隨時玩一把，而且代入感強，使玩家沉浸其中，緊張又刺激，隨著關卡越高難度也越來越難，這一點更能帶領玩家要強的本質。

4游戲設計

保衛蘿卜是一款休閑策略類塔防游戲，怪物會沿著一條道路前進，玩家通過建立炮塔攻擊怪物來保衛蘿卜不被怪物吃掉，不同關卡難度不同，關卡越高，難度越大[1]。玩家進入游戲后，在主菜單選擇游戲模式，跳轉到關卡界面，可以查看幫助和返回主界面，默認玩家只能選擇第一關，后續關卡為鎖定狀態，玩家只有在通過第一關后才能進入第二關，當所有關卡都通關后，跳轉通關界面，玩家可以選擇重新開始游戲或者清檔，重新開始游戲闖過的關卡可以直接進入；清檔后相當于初始化，回到游戲最初狀態，關卡鎖定。

4.1游戲總體設計

本設計為2D策略塔防類游戲，場景界面元素通過Unity5.6自帶的插件UGUI，導入外部資源包，在場景中創建Canvas畫布為基礎，ITween插件輔助界面動畫顯示，腳本進行控制。整個游戲系統分為兩大部分：游戲基礎模塊和游戲邏輯管理模塊，游戲基礎模塊又分為資源管理模塊，數據存儲模塊和頁面UI管理模塊，資源管理模塊中包含著游戲的全部資源，包括動畫、特效、2D圖形，關卡配置文件等。游戲邏輯管理模塊包含著游戲最重要的邏輯模塊。

4.1.1游戲框架設計

Unity中的每個場景都以樹狀層次結構組織游戲對象，每個游戲對象可以有多個組件。 因此，整個游戲系統都要符合這種規范，在這種規范下為了滿足設計的高內聚、低耦合，采用MVC模型來設計游戲的層次結構 ，使得游戲結構變得清晰簡單有條理，之間互不影響、互相隔離開來，方便日后的功能擴展。

4.2游戲詳細設計

4.2.1 地圖編輯器

地圖是游戲中重要的一部分，在本游戲中更是如此，通過MapEditor類和Map類實現在編輯器內對地圖關卡的加載關卡、讀取關卡XML數據、清除塔位、消除路徑、保存關卡數據等操作，創建Map類來保存地圖相關屬性，通過OnDrawGizmos方法計算地圖的大小，通過對地圖的計算繪制行列，將地圖分割成等大小的格子。創建地圖尋路點和怪物的尋路路徑，通過鼠標左鍵點擊格子可以添加塔位，鼠標右鍵點擊刪除塔位，設置尋路路徑。

4.2.2 讀取、保存關卡

在塔防游戲里，關卡是游戲的核心，關卡中地圖的數據就顯得尤為重要。通過加載關卡文件，顯示出關卡，關卡文件中包含關卡名稱、怪物行走路徑點、可放置的塔的位置以及出怪的數量信息等、在編譯器里可以對地圖進行編輯，修改路徑，炮塔塔位的數量，位置信息等，修改完畢后我們可以將修改的數據保存到地圖中。

4.2.3游戲對象

本游戲有三大游戲對象，蘿卜，子彈和炮臺，對各個游戲對象創建相對應的腳本來實現游戲對象的屬性，蘿卜怪物的相關信息，炮塔的創建、升級、攻擊、銷毀，子彈的跟蹤等等。在游戲界面，主角蘿卜是處于一個動態的存在，蘿卜在正常狀態會眨眼睛，處于正常狀態，在被怪物攻擊了之后會全身抖一下，進入被攻擊狀態，Role類中保存了蘿卜和怪物血量信息和死亡條件。炮塔有兩個狀態，一個是沒有怪物在范圍內時，炮塔會處于正常靜止狀態，當有怪物進入攻擊范圍時，炮塔會跳轉到攻擊狀態，自動搜尋敵人轉向。

5 結語

本文闡述了基于Unity游戲開發引擎，開發一款策略塔防類游戲-保衛蘿卜。以培養學習者自主學習、單獨思考、動手能力為基準，以對象池技術、自動尋路算法及動態加載等技術設計并實現基于Unity的塔防游戲保衛蘿卜。該游戲運行流暢，性能穩定，不需要網絡，由于Unity的跨平臺性，可隨時隨地打開。

參考文獻：

[1]穆海明，劉盼，劉興華.基于Unity的游戲開發[J].通訊世界，2016（08）：288-289.

[2]張國鋒.基于Unity的游戲開發研究[J].電腦迷，2016（10）：2.

[3]蔣愷.淺談游戲中自動尋路算法的實現與應用[J].中國新通信，2018，20（02）：235-236.

[4]程明智.王一夫.Unity游戲開發技術.北京：國防工業出版社.2012-8：230

[5]汪永好.對象池技術的原理及其實現[J].計算機與信息技術，2016（11）：56-58.