Cocos Creator3.x NavMesh导航网格寻路(一)

闲鱼技术01

前言


在游戏开发过程中，寻路可能是大多数游戏都必不可少的功能。2d游戏中最常用的就是A* 寻路了。在3d游戏中，对于一些简单的，没有高度地面A* 寻路同时也是可以使用的，但是对于一些地面比较复杂的游戏，寻路功能怎样实现比较好呢！
效果展示


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1.RecastNavigation


相信了解过3d寻路的小伙伴都有听说过RecastNavigation。RecastNavigation是一款非常强大的寻路系统，被广泛的应用于各大游戏引擎中。如Unreal，Unity等。

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NavMesh的生成基本原理：

体素化。从源几何体构造实心的高度场，用来表示不可行走的空间。生成地区。将实心高度场的上表面中连续的区间合并为地区。生成轮廓。检测地区的轮廓，并构造成简单多边形。生成多边形网格。将轮廓分割成凸多边形。生成高度细节。将多边形网格三角化，得到高度细节。

感兴趣的小伙伴们可以去了解一下，甚至可以去了解了解源码。源码也去看过，奈何自己C++实在太差

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2.耳切法+A*


大概了解了导航寻路的原理，觉得整个寻路的关键可以分为两部分：网格画与寻路，所以决定自己尝试一下，现从最简单的没有高度的地图入手

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大概步骤：

1.基于耳切法实现地图的网格化2.基于A* 实现寻路
3.基于漏斗算法将三角形集合进行路径最优解



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在最终的尝试下，基本的寻路功能是实现了，但是在路径的优化方面会存在一些问题，所以决定去寻找一些现成的js库来实现这个功能

3.NavMesh 导航


在github闲逛的时候发现了recast.js这个库，于是乎就开始花时间去了解了一下具体功能和API，同时还发现在Babylon.js这个3d游戏引擎中已经将其集成进去了，并且这个游戏引擎也是开源的，简直太完美了，
3.1 Cocos Creator3.x


花了点时间，成功将recast.js 移到了Cocos Creator3.x

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recast.js js库NavMesh.ts 功能实现

3.2 基础功能实现

1.初始化

import Recast from "./lib/recast.js"...public init(cb: Function = null):void{  new Recast().then((recast) => {      this._recast = recast;      this._navMesh = new this._recast.NavMesh();      this.setDefaultConfig();      this._tempVec=new this._recast.Vec3();      this._tempVec1=new this._recast.Vec3();      this._tempVec2=new this._recast.Vec3();      if (cb) cb();  });}2.添加静态物体

/** * 添加静态的模型 */public addStaticModle(node: Node): void {    if(!node||!node.getComponent(MeshRenderer)) return;    let render: MeshRenderer = node.getComponent(MeshRenderer);    if (!render || !render.mesh) return;    let matrix: math.Mat4 = node.getWorldMatrix();    this.updateBaseDatas(render.mesh, matrix);}
场景中一些固定不变的，比如地面，障碍物之类的可以通过这个结构进行添加，代码中对传入节点的网格信息进行处理，处理为recast所需要的格式，

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3.添加Terrain 地形

/** * 添加cocos的地形  * @param terrain 地形组件 */public addTerrain (terrain: Terrain,): any {   ...}
terrain 地形组件同时也是游戏开发过程中会常用到的组件，所以听取了大佬的建议，将咱们的寻路对terrain进行了支持，大家可以在demo中看见对terrain数据处理的一些逻辑

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4.构建导航网格

/** * 构建导航网格 */public build(): void {    var rc = new this._recast.rcConfig();    rc.cs = this._config.cs;    rc.ch = this._config.ch;    ....    this._navMesh.build(this._positions, this._positions.length / 3, this._indices, this._indices.length, rc);}5.可视化调试


在构建完导航网格后，为了方便大家调试，需要将最终的数据以可视化的效果展现给大家，方便大家开发过程的调试，代码中已经做好了处理，提供了两种调试方式：
export enum MeshDebugDataType {    SURFACE = 0, //面    LINE = 1,   //线}let navMeshData: NavMeshDebugData = this._navMeshMgr.getNavMeshDebugData(MeshDebugDataType.LINE);this.createDebugMesh(navMeshData.positions, navMeshData.normals);private createDebugMesh (positions: number[], normals: number[]): void {    this.line.node.destroyAllChildren();    let node = new Node();    let render = node.addComponent(MeshRenderer);    let mesh = utils.createMesh({        positions: positions,        primitiveMode: gfx.PrimitiveMode.TRIANGLE_LIST,        normals: normals,    });    render.mesh = mesh;    this.line.node.addChild(node);}

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6.Crowd和Agent


首先来谈谈本人对这两个概念的理解吧。Crowd，从字面意识大概就能猜到，这是人群。Agent则表示的是这群人里边的其中一个。可以存在多个人群。本人猜测每个Crowd中的Agent在移动的时候会进行彼此之间距离的一些检测，但是不同Crowd的Agent则不会检测（还未验证），

创建Crowd

public initCrowd (maxAgents: number, maxAgentRadius: number): NavMeshCorwd {    return new NavMeshCorwd(this, maxAgents, maxAgentRadius);}

添加一个Agent

public addAgent (pos: Vec3, parameters: AgentConfig): number {    let config = new this._navMeshMgr.recast.dtCrowdAgentParams();    ...    let agentIndex: number = this._recastCrowd.addAgent(new this._navMeshMgr.recast.Vec3(pos.x, pos.y, pos.z), config);    ...    return agentIndex;}7.寻路移动


导航网格的关键点就是为了获取两点之间的最有路径。
private findPath (pos): void {    let targetPos: Vec3 = this._navMeshMgr.getClosestPoint(pos);    //设置指定的Agent移动到特定位置    this._navMeshCrowd.agentMoveTarget(this._playerAgentIndex, targetPos);}
通过agentMoveTarget()函数去置顶Agent的目标点，同时还需要去实时刷新Crowd来更新Agnet的实际位置，
update (deltaTime: number) {    if(! this._navMeshCrowd) return;    //刷新Crowd    this._navMeshCrowd.update(deltaTime);    //获取指定Agent当前的位置    let agentPosition = this._navMeshCrowd.getAgentPosition(this._playerAgentIndex);    this.player.position = agentPosition;    }

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4.总结


希望以上内容对小小伙伴们可以有所帮助
demo地址：https://store.cocos.com/app/detail/3516