Unity武器系统的优化

Unity武器系统的优化

 

射击游戏子弹是最基本的游戏对象，当然使用unity开发的话，做一个子弹并不是很难的事，从发射到子弹的飞行，到销毁，基本上入门的程序员都能写出来。

　　然而这个看似简单的东西，有着很大的优化空间。这个优化分两部分，一是，子弹的发射优化，另一个是子弹的碰撞检测优化。

     对于发射时的优化，主要考虑到子弹这个游戏对象使用频率比较高，一个关卡里，要产生和销毁大量的游戏对象，从内存加载到实例化，然后执行销毁动作，速度，性能太差，而且因为unity的内存管理并不好，因此为产生大量的内存垃圾，如果游戏时间一长，或者在安卓等低端平台运行时就会造成卡顿现象。关于解决这个问题，网上有很多方案，也有现成的插件，PoolManager等，管理对象的实例化和销毁。当然可以自己写一个简单点的东西来优化这一过程。怎么做呢？

原理就是重复利用子弹。用一个数组来保存子弹的引用，初始化的时候全部隐藏，射击的时候按照数组下标依次激活。一个子弹打出去后，到了回收的时候，不要销毁，而是将其“隐藏”，并做初始化处理。这个过程还可以优化，例如一个弹夹的子弹数量是30，实际上你只需要预加载15发子弹就可以了。依次激活，重复利用。

代码中有详细的注释，我就不多说了。

 

using UnityEngine;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
public class GunShot : MonoBehaviour
{
    public string weaponName;//武器的名称，使用Resource加载
    private List<BullectOfWeapon> weapons;//用List集合保存子弹对象数组
    public int shellCount = 20;//一个弹夹的子弹数量
    public int maxShell=10;//预加载子弹数量，因为可以循环利用，可以小于等于弹夹的子弹数量
    private int currentShell = 0;//当前激活的子弹
    
    public float fireRote=0.2f;//开火时间间隔，一次射击到下一次的时间
    private float currentFireTime;//当前时间

    public float loadTime = 1.5f;//上子弹的时间。
    private float currentLoadTime = 0;
    private int currentCount;//一个弹夹打出去的子弹数


    public int chargerCount=5;//弹夹的数量
    void Start() {
        InitGun();//初始化武器
    }
    void Update() {
        if (!isLoading()&&checkFire()&&  Input.GetButton("Fire1")) 

{//注意条件顺序，写反就不对了


            Shot();//开火代码
        }
    }
    public void InitGun()//初始化武器
    {
        //武器的名称，使用Resource加载
        BullectOfWeapon _weaponModel = Resources.Load<BullectOfWeapon>(weaponName);
        
        if (_weaponModel)
        {
            weapons = new List<BullectOfWeapon>();
            for (int i = 0; i < maxShell; i++)
            {
                //实例化子弹对象
                BullectOfWeapon _weapon = Instantiate(_weaponModel);
                //将其隐藏
                _weapon.gameObject.SetActive(false);
                //初始化子弹，将子弹放在“弹夹里”，将生成的子弹作为子对象
                //这么做可以方便管理
                _weapon.InitWeapon(transform);
                //将子弹对象的引用添加至集合
                weapons.Add(_weapon);
            }
        }
        _weaponModel = null;//释放子弹对象，这个可以让系统能更好多份对内存进行回收
    }
    public bool checkFire() {//根据上一次开火的时间判断是否可以开火
        currentFireTime += Time.deltaTime;
        if (currentFireTime >= fireRote) {
            currentFireTime = 0;
            return true;
        }
        return false;
    }
    public bool isLoading() {
        if (chargerCount == 0) return true;//弹夹使用完毕
        if (currentCount < shellCount) { //判断是否已经
            return false;
        }
        currentLoadTime += Time.deltaTime;
        if (currentLoadTime >= loadTime) {
            currentLoadTime = 0;
            chargerCount--;//减少弹夹的数量
            currentCount = 0;//下一个弹夹从零计数
            return false;
        }
        return true;
    }
    public void Shot() {
        if (weapons!=null && weapons.Count > 0) {//先判断子弹数组防止为空
            if (!weapons[currentShell].gameObject.activeSelf)//检查当前子弹是否正在使用
            {
                weapons[currentShell].ActiveWeapon();//将子弹激活
                currentShell = (currentShell + 1) % maxShell;//移动下标
                currentCount++;
            }
            
        }
    }
}

public class BullectOfWeapon : MonoBehaviour
{
    private Transform charger;//弹夹，用来回收时将子弹对象放在父物体里，方便资源的管理
    
    public float lifeTime = 3;//子弹的生存时间
    public float maxSpeed;//子弹移动的最大速度


    private Vector3 velocity;//子弹的实时速度
    private Vector3 currentPos;//子弹的当前位置
    private Vector3 nextPos;//子弹的上一个位置
    private bool isHit;//是否碰撞
    private float distence;
    private RaycastHit hit;
    public void InitWeapon(Transform parent) {//初始化子弹
        if (!charger) this.charger = parent;//将子弹作为子对象放在“弹夹里”
        transform.parent = charger;
        //位置，角度归零
        transform.localPosition = Vector3.zero;
        transform.localRotation = Quaternion.identity;
        
    }
    public void ActiveWeapon() {//激活子弹
       
        currentPos = nextPos = transform.position;//初始化当前位置和下一个位置
        isHit = false;//
        velocity = maxSpeed * transform.forward.normalized;//初始化速度
        transform.parent = null;//将子弹从弹夹分离出去
        gameObject.SetActive(true);
        //开启协程，lifeTime之后将物体再次隐藏
        StartCoroutine(DestroyWeapon(gameObject,lifeTime));
    }
    public IEnumerator DestroyWeapon(GameObject desObj, float desTime) {
        yield return new WaitForSeconds(desTime>0?desTime:0);
        if (desObj.activeSelf)
        {
            desObj.SetActive(false);
            //隐藏子弹后重新初始化，为下一次使用做准备
            InitWeapon(charger);
        }
        
    }
    void Update() {
        Fire();
    }
    public void Fire() { //这个是子弹的被射出后的飞行与碰撞检测代码
        if (!isHit)//没有发生碰撞保持飞行
        {
            Flying();

        }
       
    }
    private void Flying() {//子弹的飞行
      
    }
   
}

 

 

 

以上就是枪和子弹的部分代码。关于特效，力什么的我就省略了。接下来来探讨一下子弹的飞行与碰撞的检测。

一般新手做子弹，使用transform+碰撞器+刚体，这样的子弹性能不高，而且极容易发生穿墙事件。Unity官方的士兵射击样例就是这么搞的，为了防止穿墙，子弹的飞行速度很慢，看起来很假。

学过射线的，估计会使用射线的碰撞检测，判断子弹是否击中目标。然后在碰撞点生成火花特效等。这样的子弹不会穿墙，但是少了子弹飞行的效果。然后就有人用发射一个粒子来展示子弹的飞行。

对于上面的两种方案，第一种是要果断放弃的，性能差。第二种性能比较好，我来将其优化一下，让子弹看起来更像子弹，就是射线检测+子弹飞行效果。通过修改子弹的位移，来模拟飞行效果，使用射线检测碰撞。这样性能和效果都有了。好不多说看实现代码。

private void Flying() {//子弹的飞行
        nextPos += velocity * Time.deltaTime;//使用平滑过渡不用担心穿墙问题
        
        distence = (nextPos-currentPos).magnitude;
        if (distence > 0) {
            if (Physics.Raycast(currentPos,transform.forward,out hit,distence))
            {
                
                isHit = true;

                nextPos = hit.point;//将下一个目标点设置为碰撞点
            }
        }
        currentPos = transform.position;//获取当前位置
        transform.position = nextPos;//将当前位置置于下一个点
        if (isHit)//碰撞后将子弹隐藏回收
        {
            StartCoroutine(DestroyWeapon(gameObject,0));
        }
    }

 

关于特效我就不多说了。使用TrailRenderer可以模拟子弹的轨迹，简单实用。力效果什么的大家自行加上。

上面就是优化后的武器系统，设计原理尽可能的节省内存，并提升自身性能，同时保证系统的正常使用。上面的方法可以同样使用在特效上，用数组保存火花粒子，弹壳，或者子弹贴图，这样在不失真的情况下还能保证系统性能。例如规定弹孔贴图的数量，然后就是动态的，每生成一个弹孔后，不是销毁，而。当弹孔数量达到最大值时，将以前的弹孔贴图放在新的碰撞点即可。而不是重复的执行加载实例和销毁，那样对系统的内存和效率影响更大。因为一个游戏对象的初始化过程和对应脚本的加载是很耗时的，尽管这对CPU来说是小事。

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