Unity寻路插件（A* Pathfinding）入门教程一：着手搭建A*寻路工程

戏做顿 · 发表于 2020-12-21 10:54

本系列的教程文章基于 A*Pathfinding Project 4.2.8的官网教程翻译，每一章节的原文地址都会在教程最下方给出。
着手搭建A*寻路工程

寻路意义在于如何找出一条从A点到B点的最优路径。这也正是这篇教程所要做的事情：教你如何搭建一个新工程，并且使用一个简单的AI来规避障碍进行移动。
这个将要写的AI并不会非常复杂，它仅仅展示了一个移动和跟随系统所需要的最简代码。如果你想要学习更高级的AI，可以深入追踪一下本篇教程里使用到的脚本源码，或者使用（追踪）插件里提供的AIPath、RichAI脚本。
下载

嗯，第一件事打个广告，去下载插件。你可以选择下载一个免费但是阉割了的版本，或者购买一个功能酷炫、狂霸拽的专业版本。
Javascript (Unityscript)

如果你习惯用UnityScript去开发，那么需要先看一下这篇介绍，告诉你如何使用JavScript开发。
本插件所有的示例都是用C#展示的，但是C#和UnityScript十分相近，应该不会太难理解。因为UnityScript是不支持可变参数的，所以你必须给一个函数传递所有的参数才能运行。如果在编译过程中出现了重载报错，可能就是这个原因，那么你需要查看一下API定义，补全参数的默认值即可。
移动平台部署（Mobile/UWP）

在移动平台开发，你可能要先看下这里：
问题排查

如果你是从旧版本升级上来的，遇到编译错误的话，首先去看下插件的升级文档：Readme_upgrading.txt。有一个通用的问题是A* Pathfinding Project里有一个相同类命名。你可以尝试修改其中一个类的名字，或者给一个类增加一个命名空间。
如果仍然有错误，最好看下这里，查询一下别人是否遇到类似问题，或者自己提一个问题。
概览

视频教程

你也可以从这里查看视频教程。视频教程将提供一个更层次的方法，你将会学习如何使用一个内置的移动脚本，而不是自己去写一个自定义的。视频和文字教程覆盖面并不相同，所以你其实可以鱼和熊掌兼得。
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或者你也可以在这里查看这篇优秀的教程（by:Gabriel Williams (Unity Cookie)）：he series on making a Tower Defence game的第八部分，这个视频覆盖了大部分文字教程所讨论的东西。
新场景

呃~终于入正题了。
创建一个新场景，命名为 PathfindingTest 。然后创建一些东西让AI可以通过，再创建一些障碍来阻挡AI通行。在场景原点（0,0,0）增加一个plane并将Scale调至（10,10,10）。创建一个新的Layer(Edit->Project Settings->Tags)命名为Ground，然后将刚创建出来的plane的Layer改为Ground。然后创建一些乱七八糟的立方体（Cube）放在在Plane上当做是AIs的阻挡。记得把这些Cube的Layer命名为一个新的层“Obstacles”。
大概长这样：
添加A*

所以现在我们已经有一个地面给AI躺着了，也有一些阻挡让他们躲避了。那么接下来就要将A*寻路系统加入到场景中来正式开启寻路。
创建一个GameObject命名为A*，添加 AstarPath组件（Menu bar–>Components–>Pathfinding–>Pathfinder）。
AstarPath组件检视面板被分为几个部分。最重要的两个部分是 Graphs 区域和下方的Scan按钮。
Graphs区域掌管了场景里所有的绘制，你可以最多添加256个，但是通常1-2个就足够了。为了简单起见，一般使用一个。
点击Graphs区域，展开后可以看到一个你可以操作的列表。这里不会全部讲解一遍，只会挑2个重要的部分说下，第一个是GridGraph用来生成网格节点，第二个是RecastGraph用来自动计算世界里的导航网格（navMesh）。（此功能只有Pro版本可以使用）
Scan按钮用来更新场景里的绘制（Graphs），这个在启动的时候就已经完成了（除非使用了缓存，但这个要在另外一个章节去讲解了）。如果你改变了一些graph的设定它也会自动更新，并且不会导致延迟。
可以使用快捷键调用，MAC上是 Cmd+Alt+S，Windows上是 Ctrl+Alt+S。
在本篇教程里我们会创建一个Grid Graph。添加完之后，点击展开检视面板如图所示：
顾名思义，一个GridGraph将会用你填写的宽高生成一个节点类型的网格。这个网格可以放置在你场景的任意位置，并且随心所欲的去旋转。
Node Size 变量可以定义一个网格或者节点的大小，在这个教程里我们定义为1。
网格的位置需要做些调整。看面板上命名为“Center”的变量，输入（-50，-0.1，-50）。-0.1的作用是避免浮点型错误。我们之前设定的场景Y坐标为0，如果这里也设置为0的话，使用射线检测的时候会遇到比较烦人的浮点报错。（比如检测高度）
为了让grid适配我们的场景，我们需求修改它的宽高，在这个例子，都设置为100之后，白色的网格边界和场景完美契合。
Height Testing
为了获得正确的节点高度，A* System会向场景发射一条射线来检查玩家点中了哪里，这些可以在Height Testing设定。
一条射线，拥有它的厚度（其实就是一条线段）,可以在面板里设置。从单位的栅格上方向下发射，会击中某一个节点。如果它什么都没有击中并且勾选了 Unwalkable When No Ground选项，就会被认定为不可行走，如果没有勾选就会被放置在最近的 Y=0的节点上。
我们需要改变一下使用的MASK参数选项，默认是使用 everything，但是这样就会包含我们的障碍层，所以我们修改一下，只包含我们之前创建的“Ground”层就好。
Collision Testing
当一个节点被放置之后，它主要用来检测是否可以行走。这个可以交给一个Sphere（球体）、Capsule（胶囊）、或者Ray（射线）。通常一个胶囊会被用作一个AI角色的载体，因为它要在世界里行走，所以胶囊的直径和高最好和角色的宽高一致，来更精确的计算碰撞。
通常情况，一个胶囊体的直径和高度会分别设置为1和2，但是这里我们为了测试会将其设置为2和2。
接下来，为了让系统能够察觉到我们布置的这些障碍，我们需要对Collision Testing的mask做些调整。这次我们将mask调整为只包含Obstacles层，因为我们不想把地面也当成障碍物呢！
万事俱备，只欠东风了。
点击Scan，等待一炷香的时间，你就会得到一个生成好的网格。惊不惊奇，意不意外？如果不出意外你将会看到下面的图：
添加AI

没有移动的东西，怎么去做寻路测试呢？呵呵，一点也不好笑吧（作者原话）。那我们就添加一个AI来测试吧。创建一个胶囊体，然后增加一个Character Controller。将它放置在Plane上任意一个可视的点上。再绑一个Seeker组件，这是一个协助脚本，帮助其他需要调用寻路功能的脚本拉起寻路请求。并且，它还能通过绑定一些修饰脚本来让寻路路径更平滑和简单。
这个时候，你就有2个选择了，一个是使用内置的寻路脚本，或者大佬自己写一个。本篇教程推荐你做大佬，自己去写一个，这样你能更加容易的去理解这套系统是怎么工作的。
自定义寻路脚本可以看这里，传送门：
Documentation
当如如果大佬不想写，这里也为你准备了一些内置脚本啦。这些脚本比上面教程里提供的要复杂的多，他们分别叫，AIPath、AIRichAI、AILerp。

选择哪种方式取决于你的游戏需要。不同的示例场景里都用了不同的实现脚本，可以自己下载示例工程去查查他们的不同之处。
这篇教程，我们直接使用AIPath吧。创建一个物体，命名为 Target并把它放置在任意一个你想让AI去的地方。给它绑上AIDestinationSetter组件。这是一个非常简单的脚本，只是为了告诉AIPath要移动到一个特定的地方。你其实可以在你工程里按照需求自己写一个自定义脚本。AIDestinationSetter 只有一个GameObject类型参数target，就是你刚才创建的那个。
点击Play按钮，AI就会朝目标移动了！脚本如何工作，以及更详细的参数含义、设定在上面提供的视频链接里都有说明了。如果你的胶囊体不移动，就搬个梯子去看看。
平滑

到此为止，你以及学会了如何创建一个简单的grid graph并且计算出寻路路径了。但是肯定有更好方法来让这些路点更加的平滑。
路径平滑和简化脚本，我们称之为路径修饰符。他们会被绑定到Seeker的同一个GameObject上。
最直接的一个就是简单的平滑修饰符。从下列路径添加：菜单栏–>Components–>Pathfinding–>Modifiers–>Simple Smooth。
修饰符所做的事情就是，将路径细分为若干次，直到每个部分都小于Max Segment Length变量所定义的长度。然后通过将点移动到彼此较为靠近的位置。修饰符有一些参数设定，这里不详细说明了，大家可以查看SimpleSmoothModifier文档说明。这个例子里你可以设置Max Segment Length为1，Iterations为5，Strength为0.25来获取较佳的体验。
所以，现在重新播放一下，路径看起来就平滑的多了，正是我们想要的。
平滑修饰符不会考虑场景里的几何图形，所以要避免滥用平滑修饰符，不然会出现路径穿透不可行走区域的BUG。
另外一个好的修饰符是 FunnelModifier，这个会大大简化路径。这个几乎只会用在NavMesh或者recast graphs中。
日志设置：

每一次系统计算出路径之后，都可以选择是否打印在控制台上。这对理解系统如何运作有巨大的帮助，并且可以帮助定位性能问题。日志打印本身也会引起性能问题，所以在releases版本里推荐禁用它。
你可以从日志的设置界面进行设置。A* Inspector -> Settings -> Debug tab
使用较少的debugging信息来提升性能，只是为了摆脱控制台本身制造的问题，如果要使用更多的调试信息来了解寻路脚本在做什么，InGame的选项可以在游戏内的GUI界面显示最新的路径日志。
结束

这是入门教程 part1的结束，希望你能学到一些东西。
在这里你继续探索教程的其他部分，或者直接深入项目去了解。
如果你想要一个表现好一点的AI，可以直接使用项目提供的AIPath脚本。
你可以继续入门教程的下一个部分，这次我们将使用navmesh。或者使用侧边的导航栏，有大量的教程告诉你如何使用这个插件。
原文链接：

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Unity寻路插件（A* Pathfinding）入门教程一：着手搭建A*寻路工程

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