SLG類游戲的研究與設(shè)計(jì)

魏菊霞 黃濤

摘要：SLG類游戲（SLG：策略游戲）一直不是一個(gè)特別火爆的類型，但這種游戲類型總是精品不斷，而且時(shí)不時(shí)地就會(huì)出現(xiàn)。該文結(jié)合“捍衛(wèi)海洋”元素，運(yùn)用Unity3D游戲引擎，設(shè)計(jì)了一款寓教于樂的策略類游戲。該文重點(diǎn)介紹了人機(jī)交互模塊、敵人智能AI和游戲場景模型的創(chuàng)建等，旨在拋磚引玉，為策略類游戲的設(shè)計(jì)提出一種新的解決方案。

關(guān)鍵詞：SLG;策略;Unity3D;游戲;AI

中圖分類號：TP37? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）17-0079-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

1 研究背景與意義

隨著世界電子游戲市場需求的極速提升，現(xiàn)有不勝枚舉的電子游戲開發(fā)引擎騰空出世，由舊時(shí)年代的Wolfenstein3D、Doom到現(xiàn)時(shí)的Unity3D、Unreal，電子游戲開發(fā)引擎的急速迭代使游戲開發(fā)者及研究人員的開發(fā)設(shè)計(jì)便利性與專業(yè)性也在逐步增加。相較于過去還需OpenGL、Flash及Photoshop等多方位制作軟件相結(jié)合的復(fù)雜開發(fā)方式來說，如今的商業(yè)化引擎如Unity3D將原本多方位的組件功能相結(jié)合，讓電子游戲開發(fā)者得以專注于所開發(fā)的游戲自身[1]。并且在Unity3D游戲開發(fā)引擎中獨(dú)有的Asset Store——開發(fā)者商城擁有大量的游戲制作輔助插件，這讓原本復(fù)雜煩瑣的電子游戲開發(fā)制作變得簡單快捷并且更具有專業(yè)性。

國內(nèi)外的電子游戲開發(fā)領(lǐng)域?qū)Σ呗灶愑螒蛳嚓P(guān)的研究基本可分為如下三個(gè)大方向：第一人稱3D能力型、上帝視角2.5D以及2D普通型。第一人稱3D是現(xiàn)代電子游戲的主流形式，以超強(qiáng)的代入感吸引游戲玩家，擁有較高的戰(zhàn)斗美學(xué)，但盡管代入感十足，三維眩暈及方向無法準(zhǔn)確判定的劣勢也因此無從解決。而上帝視角2.5D以及2D普通型游戲都太過于中庸，雖不會(huì)讓游戲玩家產(chǎn)生三維眩暈的壞象，但缺乏真實(shí)代入感、爽快感，使它們得不到大多數(shù)游戲愛好者的青睞[2]。本文結(jié)合當(dāng)今所有大方向趨勢，取其精華去其糟粕，力求建立一個(gè)新型的游戲模式。

2 SLG類游戲的需求分析和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 需求分析

SLG類游戲的（Simulation Game：簡稱SLG，策略類游戲）核心是策略，這項(xiàng)功能需要玩家運(yùn)用一定的策略與電腦或其他玩家進(jìn)行較量或共同合作以達(dá)到某一目標(biāo)，大大地增添了游戲的可玩性，其形式越多樣，游戲的可玩性也就越高，玩家的游戲體驗(yàn)感也就相應(yīng)會(huì)得到提升，這便是需要在游戲中玩家的能力以及游戲通關(guān)的方式需要盡量做到多樣化，且敵人的智能AI模式也需要做到搜尋準(zhǔn)確又難度適中，這樣才能達(dá)到游戲所預(yù)期的效果。

在游戲中，如果長時(shí)間游玩，則會(huì)增加玩家對游戲形式產(chǎn)生厭惡感，可適當(dāng)性地加入一些解密交互元素，提升游戲的多樣性、可玩性。同時(shí)，解密交互與游戲策略相輔相成的路線也會(huì)讓廣大玩家在解決了一項(xiàng)事件之后，得到一定的自豪感及愉悅感。

本文探討研發(fā)的游戲包含如下特點(diǎn)。

1）人機(jī)交互：玩家可通過鼠標(biāo)、鍵盤等外部輸入設(shè)備對游戲內(nèi)的UI、主角及事件等發(fā)生交互，創(chuàng)造本游戲的可玩性，并且需要其交互方式簡單方便，交互反饋突出明顯，提高玩家對游戲的游玩樂趣。

2）能力多樣化：由玩家所控制的主角所持有的能力必須多樣，以此達(dá)到玩家通關(guān)游戲的方式也同時(shí)多樣化的目的，這能夠提升玩家對游戲的體驗(yàn)效果。

3）場景標(biāo)志化：場景必須做到真實(shí)、絢麗，場景內(nèi)的動(dòng)植物必須做到富有動(dòng)感，活潑可愛。以此提高玩家的游戲體驗(yàn)感。

4）玩法多元化：在游戲過程中適當(dāng)加入解密交互的元素，提升游戲的多樣性及可玩性。

2.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

考慮到各式玩家與各類游戲接觸的時(shí)間不盡相同，為了使玩家們都能夠?qū)Ρ疚挠螒蚩焖偕鲜?，游戲的大體結(jié)構(gòu)不能太過于復(fù)雜。結(jié)合Unity3D游戲開發(fā)引擎，各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)方法分析如下。

1）人機(jī)交互模塊：開始界面、設(shè)置界面以及能力選擇界面這三大界面式開發(fā)將使用Unity3D游戲開發(fā)引擎中自帶的UGUI設(shè)計(jì)模塊與C#腳本編輯模塊聯(lián)合進(jìn)行研發(fā)。使用C#腳本編輯模塊監(jiān)聽玩家的鍵盤輸入事件，并且使用對應(yīng)的UI變化來告知、提醒玩家自己所輸入的鍵盤事件將對游戲產(chǎn)生怎樣的變化，以此來選擇對應(yīng)游戲界面。而在游戲交互與交互反饋方面，將使用C#腳本編輯模塊監(jiān)聽玩家的鍵盤、鼠標(biāo)等外置輸入設(shè)備的輸入，然后在游戲畫面中給予相對應(yīng)的Aminator動(dòng)畫反饋、Transform變化反饋及isActive、isEnabled的更替反饋等。

2）游戲場景模塊：在場景搭建過程中，運(yùn)用Unity3D電子游戲開發(fā)引擎Plane平面組件加上特殊的Shader著色器以及對應(yīng)的材質(zhì)球，使創(chuàng)建的Plane平面組件產(chǎn)生波躁、滾動(dòng)等海面獨(dú)有效果以制成。而在海洋內(nèi)部場景中，將為作品Camera編寫、添加一個(gè)獨(dú)特的海底Shader著色器，增加海底霧、動(dòng)態(tài)模糊、水波躁動(dòng)等一系列Camera視覺效果，使其變得真實(shí)而又不失相應(yīng)的美感。

3）敵人AI模塊：關(guān)于對敵人智能巡邏模塊的制作，將使用Tag標(biāo)記檢測觸發(fā)的做法來監(jiān)測事件是否發(fā)生，在事件發(fā)生后將改變敵人AI的轉(zhuǎn)向及其移動(dòng)速度，以此來完成智能巡邏的效果。而在自動(dòng)搜索模塊方面，將使用錐型射線來效仿敵人的眼球視角，當(dāng)射線直接觸碰到玩家所操縱的主角時(shí)，將根據(jù)雙方之間的距離來計(jì)算判定敵人發(fā)現(xiàn)主角的概率，當(dāng)概率為100%時(shí)視為發(fā)現(xiàn)，敵人將會(huì)進(jìn)行瞄準(zhǔn)攻擊。而瞄準(zhǔn)攻擊這一塊將先采用LookAt（）函數(shù)方法進(jìn)行瞄準(zhǔn)，后使用Instantiate（）方法來生成武器進(jìn)行攻擊。最后在銷毀方面則是先將其用于顯示敵人形狀樣貌的MeshRenderer組件取消使用，再使用Instantiate（）方法生成爆炸效果，最后使用Destroy（）方法來將其銷毀。

3 游戲設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 人機(jī)交互

本游戲交互形式與一般SLG游戲的交互形式大同小異，以鍵盤、鼠標(biāo)為輸入裝置來對游戲事件進(jìn)行觸發(fā)及改變[3]。而與一般SLG游戲有差異的一點(diǎn)，便是本游戲的游戲場景大多處于海底，與陸地相比較，主角在海洋之中的移動(dòng)自由度會(huì)相應(yīng)高出許多，所以傳統(tǒng)電子游戲WSAD控制前后左右的移動(dòng)方式必然將不適合本游戲。為了解決此項(xiàng)問題，本文研討出一種專門用于海底策略游戲的操縱方式來適配本游戲。以下為本游戲的按鍵方式。

主角交互的具體實(shí)現(xiàn)如下：

1）主角的旋轉(zhuǎn)：首先，考慮到邏輯性的緣故，我們需要設(shè)置兩個(gè)布爾值判斷主角的狀態(tài)，第一個(gè)布爾值為isMove，用于判斷主角是否正在移動(dòng);第二個(gè)布爾值為CanMove，用于判斷主角是否能夠移動(dòng)。使用if語句進(jìn)行判斷，當(dāng)isMove字段與CanMove字段都為true時(shí)，主角即可旋轉(zhuǎn)。使用if語句以及Input.GetKey（）函數(shù)方法檢測玩家是否按下了鍵盤上所對應(yīng)的按鍵，當(dāng)確定玩家在滿足了所有條件的狀態(tài)下按下了旋轉(zhuǎn)的按鍵時(shí)，將調(diào)用transform.Rotate（）函數(shù)方法對主角進(jìn)行相應(yīng)軸方向的旋轉(zhuǎn)，以此來達(dá)到旋轉(zhuǎn)的目的。

2）主角的移動(dòng)：主角的移動(dòng)也需要一個(gè)布爾值CanMove來判斷其是否能夠移動(dòng)，并且還需定義一個(gè)名為Speed的浮點(diǎn)型字段并將其初始值設(shè)置為0f，用于控制主角移動(dòng)的速度。在Update中使用if語句加CanMove字段判斷主角是否可以移動(dòng)，當(dāng)CanMove字段為true時(shí)，調(diào)用transform.Translate（）結(jié)合時(shí)間差值與速度的乘積——Time.deltaTime * Speed來達(dá)成主角移動(dòng)的效果，由此可得，主角移動(dòng)的速度將由Speed的大小控制，這時(shí)我們便可以結(jié)合if語句來改變Speed的大小實(shí)現(xiàn)慣性、緩動(dòng)以及摩擦力的效果。用這種方法實(shí)現(xiàn)的主角移動(dòng)既有較高的可控性，不受外力的影響，又能實(shí)現(xiàn)慣性、緩動(dòng)以及摩擦力，為主角的移動(dòng)增添了較為真實(shí)的物理效果。

3）主角能力使用、選擇：在此之前，需先建立一個(gè)布爾值isGot來判斷主角是否已經(jīng)獲得了該能力，再使用if語句配合isGot以及Input.GetMouseButton（2）來判斷主角是否打開了能力選擇界面，如果符合事件觸發(fā)條件，則使用SetActive（）函數(shù)方法打開能力選擇的GUI，再通過修改Time.timeScale的參數(shù)值來對本游戲的FixedUpdate的運(yùn)行時(shí)間做修改，以此達(dá)到暫停游戲的操作，并且由于字段Time.timeScale只是對FixedUpdate的運(yùn)行時(shí)間做出修改，而不對Update進(jìn)行任何操作，固然Update中不受Time.deltaTime控制的方法也同樣不受影響，所以方案依舊可行，若GUI動(dòng)畫也希望不受其影響的話，只需將其Animator的UpdateMode屬性設(shè)置為UnscaledTime即可。

交互的偽代碼如下：

3.2 游戲場景

根據(jù)需求分析，本文場景中的建模模型類型將以Low Poly低面建模風(fēng)格為主基調(diào)進(jìn)行制作。但由于國內(nèi)Low Poly風(fēng)格試建模尚未普及，這導(dǎo)致其素材非常難以在網(wǎng)絡(luò)中尋找到，必要時(shí)需要自行制作，Low Poly風(fēng)格模型的制作方案有許多，這里選擇了一種簡單方便的做法——減面法。

減面法：先將一個(gè)普通模型轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形，將其平滑屬性去除后即可使用減面變形器對其進(jìn)行減面操作，最終變成Low Poly低面模型。

使用Low Poly低面建模風(fēng)格能夠及其有效地減少模型與材質(zhì)球?qū)τ螒蛐阅艿挠绊?，同時(shí)也能保證畫面的美觀性，一舉兩得[4]。

動(dòng)植物動(dòng)態(tài)效果將舍棄平常的骨骼動(dòng)畫制作方式，選用另外一種全新的方式——著色器靜態(tài)網(wǎng)格位置修正來進(jìn)行研發(fā)。要完成魚兒游動(dòng)的循環(huán)動(dòng)畫，就需要用到魚類的材質(zhì)中的頂點(diǎn)動(dòng)畫來制成，使用頂點(diǎn)動(dòng)畫能夠讓魚兒做出左右搖擺、偏航旋轉(zhuǎn)以及沿著脊椎水平旋轉(zhuǎn)等效果，將這些頂點(diǎn)動(dòng)畫效果進(jìn)行合成，既能得到一只不需要用到骨骼動(dòng)畫就能夠靈活游動(dòng)的小魚了。場景效果如圖1。

3.3 敵人AI

本文的游戲類型為“策略”，所以固然有巡邏的對象存在于游戲場景中，而這些對象在游戲中則被稱之為敵人，面對這種非人為操作、控制但帶有一定智能性的物體，必須為其研發(fā)一套完整的AI邏輯才能滿足其在本作中的功能需求[5]，如圖2為控制敵人AI的智能巡邏框架圖。

一款策略類的游戲，敵人AI除了會(huì)巡邏尋路之外，自動(dòng)搜尋獵物也是一必不可少的功能要素，而自動(dòng)搜尋，在Unity3D游戲開發(fā)引擎之中運(yùn)用的較多的是射線Ray系統(tǒng)了，在敵人的眼睛前方布置一條指向前方并且長度為搜尋長度的射線，由此來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搜尋的效果。本游戲采用就是射線旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的方式增加了敵人的搜尋范圍，即：使用多射線鋪成一個(gè)大小自定的平面錐型，并且使其能夠上下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，形成一個(gè)偽錐型。此方式能極好地解決多射線形式的性能消耗過大的問題，并且搜尋范圍也有得到相應(yīng)的保證。

4 總結(jié)與展望

游戲設(shè)計(jì)了一套全新的交互按鍵方式，以及多種明確、美觀的交互反饋形式。通過對硬件輸入的檢測，在熒屏上輸出相對應(yīng)的交互反饋，提高了游戲的整體可玩性。游戲場景中，海洋平面則使用了UV平移制作了海洋波浪運(yùn)動(dòng)效果，同時(shí)也使用了攝像機(jī)Bloom輝光特效為海面添加了晶瑩剔透的閃光。敵人的重要AI部分提出了一種不需借助Navigation自動(dòng)尋路控件即可智能巡邏的檢測觸發(fā)器方法，使用了多射線旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的方法模擬錐型射線的制作。

策略游戲不僅滿足了玩家、功能以及性能上的重要需求，且符合游戲在游玩時(shí)所給予玩家的流暢體驗(yàn)，策略與護(hù)衛(wèi)海洋相結(jié)合，寓教于樂，游戲方式更容易讓人接受。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉桂元，曾志遠(yuǎn)，楊書新.基于Unity3d引擎的教育類游戲設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].軟件導(dǎo)刊，2017（1）：50-53.

[2] 郗銳.淺談電子游戲運(yùn)營模式與機(jī)制設(shè)計(jì)[J].電腦知識與技術(shù)，2017（3）：220-221.

[3] 劉小慧，馬馴.現(xiàn)代電子游戲中的角色動(dòng)作設(shè)計(jì)與研究[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2021（1）：131-132.

[4] 晉錚，章立.游戲設(shè)計(jì)中的極簡主義風(fēng)格研究[J].包裝工程，2016（14）：161-164.

[5] 沈宇，韓金朋，李靈犀，等.游戲智能中的AI——從多角色博弈到平行博弈[J].智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)，2020，2（3）：205-213.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】