unity中NavMesh的静态生成与动态加载,以及踩坑与爬坑

kyuskoj

unity 导航数据的静态生成与动态加载


本文主要描述了如何使用更加方便的 高级NavMesh构建工具，用以静态烘培&动态更新网格数据，还包括其中遇到的一些坑与爬坑指南。不包含一些基础知识描述，基础知识请看下面官方文档。

导航功能为unity内置功能，基础知识与具体各个组件功能与使用可见官方文档：
https://docs.unity.cn/cn/2020.3/Manual/Navigation.html。

高级NavMesh构建工具未内置在官方包内，需要从github导入使用。github仓库地址：
https://github.com/Unity-Technologies/NavMeshComponents。
1. 高级navmesh构建工具


工具包内主要包含这四个组件：

NavMeshSurface – 用于为一种代理类型构建和启用 NavMesh 表面。NavMeshModifier – 根据变换层次影响 NavMesh 区域类型的数据生成。NavMeshModifierVolume – 基于体积影响 NavMesh 区域类型的数据生成。NavMeshLink – 为一种Agent连接相同或不同的 NavMesh 表面。

除了上面的组件外，工具包内包含的Example工程内也有一些脚本可以方便我们使用，例如后面会说到的navmesh动态更新使用到的 NavMeshSourceTag 。
2. 静态烘培navmesh数据


使用 NavMeshSurface 组件进行静态烘培。

NavmeshSerface.png

AgentType: 选择代理类型；CollectObjects: 可选择通过体积生成或子节点生成；IncludeLayers：包含的Layer；UseGeometry：通过mesh还是collider去确认生成的范围；DefaultArea：选择默认的区域类型；OverrideVoxelSize（体素尺寸）和OverrideTileSize（瓦块尺寸）算是导航组件中常有的属性，后面会详细介绍；

最下面的Clear按钮用来清理已生成的navmesh数据；Bake用来烘焙，点击后会在同一文件夹下生成。

场景中的NavMeshSurface组件生成了导航数据

爬坑指南：

点击Bake按钮生成数据成功后，打开Navigation面板会在场景中显示已经烘焙好的导航网格。

失败和成功的情况下，场景中的显示

但很多时候由于某些操作不正确或者工具本身问题，无法正常生成数据。如果生成后场景中没有显示导航网格，那么需要检查下是否有以下情况：

NavMeshSurface组件的节点是否是在场景中。预制体中烘培的数据会生成在Assets根目录下，且如果场景中引用了预制体也无法生效；clear按钮偶尔会无法删除掉旧的烘焙数据，再次生成时会生成了重复的副本，所以需要检查不要生成过多重复导航数据；在没有以上问题的前提下，如果出现无法烘焙出数据的情况，则切换下CollectObjects选项就可以了。猜测是刷新机制有问题；

3. 动态加载navmesh数据


游戏进入时导航网格数据初始化很慢，在进入游戏时加载较大的网格数据时，普通配置的手机上甚至会出现卡住十几秒的情况。

跟着场景一次性加载较大的网格数据，除了初始化慢与占用内存外，有时候还不能很好满足业务需求。所以将较大的网格按功能分割成小块，在使用时再动态更新网格数据，也是一个必不可少的处理方式。

动态更新navmesh数据可以参考高级构建工具里的 NavMeshSourceTag 的使用，其主要逻辑分为：

挂载NavMeshSourceTag组件的节点初始化时会把该节点记录在NavMeshSourceTags中；

    void OnEnable()    {        _meshFilter = GetComponent<MeshFilter>();        if (_meshFilter != null)        {            NavMeshSourceTags.Add(this);        }    }

NavMeshSourceTag.Collect() 将记录的所有Tags处理为官方接口使用的NavMeshBuildSource类。

public static void Collect(ref List<NavMeshBuildSource> sources){    sources.Clear();    for (var i = 0; i < NavMeshSourceTags.Count; ++i)    {        var mf = NavMeshSourceTags;        if (mf == null) continue;        var m = mf._meshFilter.sharedMesh;        if (m == null) continue;        var s = new NavMeshBuildSource();        s.shape = NavMeshBuildSourceShape.Mesh;        s.sourceObject = m;        s.transform = mf.transform.localToWorldMatrix;        s.area = 0;        sources.Add(s);    }}
在实际的项目中，我将上面代码里的 s.area = 0; 替换为根据NavMeshSourceTag组件内新加一个变量Area，这样在组件节点上自定义，动态更新生成不同Areas的导航数据；

给官方脚本添加选择Area的功能

手动调用RefreshNavMesh(),具体逻辑见代码与注释

    // 根据第一步中收集的Tag生成List<NavMeshBuildSource>数据    NavMeshSourceTag.Collect(ref _sources);    // 填写navmesh构建设置参数    NavMeshBuildSettings defaultBuildSettings = NavMesh.GetSettingsByID(0);    defaultBuildSettings.agentRadius = 0.01f;    defaultBuildSettings.voxelSize = 0.001f;    defaultBuildSettings.overrideVoxelSize = true;    // navmesh可构建空间，空间内包含的才可生成导航数据    var bounds = QuantizedBounds();    // 选择异步或者同步更新navmesh    if (isAsync)    {        return NavMeshBuilder.UpdateNavMeshDataAsync(_navMesh, defaultBuildSettings, _sources, bounds);    }    else    {        NavMeshBuilder.UpdateNavMeshData(_navMesh, defaultBuildSettings, _sources, bounds);        return null;    }

爬坑指南：

游戏运行中，如果动态更新发现场景中没有生成导航数据，则需要检查以下部分：

上面步骤3的代码中，bounds范围是否包含需要动态更新的节点；异步更新不会立即更新，需要一定的时间处理；

优化


todo voxelSize和tiledSize对性能的影响