BehaviorDesigner 实现NPC 智能机器人
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实现物体跟随摄像机视野运动
1. VR实现机器人导航
- 项目里要求一个机器人跟随在角色旁边，一直飞着，就像一个精灵一样，总在主角的身边，移动，转头，都要移动到合适的位置 。还得让他面向主角，今天就来实现这个样例 。
2. 问题思考
- 1. 物体移动到某个给定的位置（target）
- 2. 物体转动到面向摄像机
- 3. 出现在相机的视野当中
- 4. 自定义物体在摄影机的Screen中的位置
3.实现以及方法
- 移动的话 ，本来可以用动画来实现 ，因为动画还没有做好，我就用一个cube当作那个机器人做样例了 。
- 首先有个cube之后 ，给他放一个移动的脚本。这里我给他命名为PlayerTank 。
- 我们的目的就是让他运动到某个target ，所以我们得给他指定一个followTransform 。 同时还有他的移动速度和转动速度 。
- 为了使他移动不是很突兀，我的思路是他先转动到面向follow物体，然后在直线移动到给物体 。所以算法很快写好了
void LookTransform(Transform Mtransform)
{
Vector3 tarPos = Mtransform.position;
Vector3 dirRot = tarPos - transform.position;
Quaternion tarRot = Quaternion.LookRotation(dirRot);
transform.rotation = Quaternion.Slerp(transform.rotation, tarRot, rotSpeed * Time.deltaTime);
}
- 简单解释一下，就是先确定物体的位置，然后求出指向他的方向，并用插值的方法，
让物体转动到面向指定的物体 。
好了，既然有了朝向的运动方向，那么走到这方向，就很简单了。
transform.Translate(new Vector3(0, 0, movementSpeed * Time.deltaTime));
- 那么什么时候停止运动呢 ，我想了一下，决定用位置的差来判断
就是
Vector3.Distance(transform.position, followTransform.position);
- 好了，既然停止的方法也有了，最后要解决的问题就是朝向摄像机了。
突然一想，这是问题么，对，这不是问题 ，哈哈，刚刚写的那个算法，给一个摄像机就解决了嘛 。
然后给出具体的判断逻辑 。
//该物体 接近要 到达的目标 指定位置后就停止
if (Vector3.Distance(transform.position, followTransform.position) < 3f)
{
//当物体道到位置时 让物体面 向摄像机
LookTransform(Camre);
return;
}
else
{
//让物体转向 将要运动 的方向
LookTransform(followTransform);
transform.Translate(new Vector3(0, 0, movementSpeed * Time.deltaTime));
}
- 这样就解决了物体移动到target了，下一步就是固定target的位置，让他在摄像机的固定位置了 。
新建一个脚本文件CameraView，挂在摄像机上。为了方便调试，我又用了FPS脚本，
就是第一人称视角跟随鼠标转动，就跟cs里面的玩法一样，（百度一大推代码）。
第二个调试算法是一个国外大牛写的 ，他可以给定一个距离，画出摄像机的视野范围
这里写图片描述
- 这里我画了两个边 ，一个是距离摄像机8.5米 用黄色表示，距离摄像机12米的用红色表示。
应为篇幅问题和详略问题，这里不多解释这个算法，有兴趣的可以去研究一下，这里我们引用一下就行了。
Vector3[] GetCorners(float distance)
{
Vector3[] corners = new Vector3[4];
float halfFOV = (theCamera.fieldOfView * 0.5f) * Mathf.Deg2Rad;
float aspect = theCamera.aspect;
float height = distance * Mathf.Tan(halfFOV);
float width = height * aspect;
// UpperLeft
corners[0] = tx.position - (tx.right * width);
corners[0] += tx.up * height;
corners[0] += tx.forward * distance;
// UpperRight
corners[1] = tx.position + (tx.right * width);
corners[1] += tx.up * height;
corners[1] += tx.forward * distance;
// LowerLeft
corners[2] = tx.position - (tx.right * width);
corners[2] -= tx.up * height;
corners[2] += tx.forward * distance;
// LowerRight
corners[3] = tx.position + (tx.right * width);
corners[3] -= tx.up * height;
corners[3] += tx.forward * distance;
return corners;
}
void FindUpperCorners()
{
Vector3[] corners = GetCorners(upperDistance);
// for debugging
Debug.DrawLine(corners[0], corners[1], Color.yellow); // UpperLeft -> UpperRight
Debug.DrawLine(corners[1], corners[3], Color.yellow); // UpperRight -> LowerRight
Debug.DrawLine(corners[3], corners[2], Color.yellow); // LowerRight -> LowerLeft
Debug.DrawLine(corners[2], corners[0], Color.yellow); // LowerLeft -> UpperLeft
}
- debug的时候，直接调用FindUpperCorners()就可以了 。
刚开始的时候 ，我就用的这个调试 ，给出一个位置，然后计算他的偏移量，调试了很久，没有一个良好的效果，我决定换个思路了 ，为了普遍大众 ，我还是把这个调试方法贴出来了，有需要的可以试试 。
第二个我就去翻api了 ，因为我貌似记得有个屏幕坐标和世界坐标转化的什么鬼方法来着。果然不出我所料，这个方法的确是相当的好用的呀 。
试了一下官方给的调试方法，画了一个点出来 。
void OnDrawGizmosSelected()
{
Vector3 p = theCamera.ScreenToWorldPoint(new Vector3(100, 200, 8));
Gizmos.color = Color.blue;
//target.position = p;
Gizmos.DrawSphere(p, 1F);
}
- 好了，就连我最后决定用的位置也标明了。
然后，我就写了一个很简单的方法来达到目的。
void maketarget()
{
Vector3 p = theCamera.ScreenToWorldPoint(new Vector3(RH, RV, upperDistance));
target.position = p;
}
- 写完我都吓了一跳 ，竟然如此简单。还是简单解释一下 ，RH 是水平偏移量，RV是垂直偏移量，upperDistance是距离摄像机的一个平面位置 。
接下来就是运行看效果了 。
4.中途出现的小BUG
莫名其妙的做圆周运动 ，然后我分析了线速度，角速度和半径的关系 ， 然后总结出一个基本的规律，他应该是当运动到某个特定的位置 ，正好满足了 圆周运动的关系，然后我们调整movementSpeed 和rotSpeed 的值，让他么尽可能 的和Distance消除乘积关系，这样出现的几率就微乎其微了 。 感想 -- 其实unity和现实物理，理论物理 还是有很大的不同。
BehaviorDesigner 介绍以及使用方法
Behavior Designer 是一个行为树插件 他提供了可视化编辑器 和强大的 API 可以轻松的创建 tasks（任务）通过决策树的方式判断行为，耦合度更高，更加方便的打造AI系统 。
本教程不是入门教程 ，而是通过一个引导来实现我们的主题 。
- Sequence 队列节点
-- 表示顺序执行的节点 此节点下属所有节点依次执行直到返回false
- Sequence 队列节点
- Selector 选择节点
-- 表示在此节点下选择一个执行 此节点下属所有节点依次执行直到返回true
- Selector 选择节点
我们暂且就用这两个 想要了解更多的 ，请参考别的教程
基本任务
- 判断是否到达目的地
- 移动到目的地(包含起飞和停止动画)
- 判断是否面向摄像机
- 判断是否执相应的动画( 原地浮动 )
- 判断是否要面向UI物体
- 面向UI之后 如果操作 执行相应的动画(点头 摇头 摊手)
1.判断是否到达目的地
- 这个方法在上面的教程已经介绍了解决思路以及代码实现 简单重新陈述一下，首先在摄像机上挂一个脚本 这个脚本用来测量摄像机的范围，在范围内画一个点，让一个target(transform)覆盖这个点 。
- VR中摄像机可以根据头盔的传感器，来旋转第一人称视角 这个target就固定在视角的一个地方随意移动 。
- 那么，机器人的z轴 （forward） 就一直面向这个target。然后使用translate移动到这个target附近。
- 我们要判断的就是这个target和机器人的distance
- 我们自己写一个脚本来实现这个小功能（Task）
using UnityEngine;
namespace BehaviorDesigner.Runtime.Tasks.Basic.UnityVector3
{
[TaskCategory("Basic/Vector3")]
[TaskDescription("Returns the distance between two Vector3s.")]
public class dis_tance : Action
{
[Tooltip("target Vector3")]
public SharedVector3 firstVector3;
[Tooltip("The distance")]
[RequiredField]
public SharedFloat storeResult;
public SharedGameObject action;
//看代码就应该看到 我们需要一个target的位置向量 一个action的GameObject
//还有一个距离的返回值
public override TaskStatus OnUpdate()
{
storeResult.Value = Vector3.Distance(firstVector3.Value, action.Value.transform.position);
return TaskStatus.Success;
}
public override void OnReset()
{
storeResult = 0;
}
}
}
- 随后，我们就要判断这个距离的值 ，来给定这个机器人 是否是移动，还是静止
- 我们还是来写一个自定义Task 来实现
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
namespace BehaviorDesigner.Runtime.Tasks.Basic.UnityVector3 {
public class comparedis : Action {
public SharedFloat distance;
public SharedFloat compare_dis ;
/*compare_dis 表示一个范围 以distance 减去这个范围
表示以target为圆心 画一个compare_dis的球 只要进入这个球 ，说明已经到达目的地 */
public SharedBool storeResult;
/*我们返回一个bool值 他的意思是机器人是否静止
如果和target的计算距离大于0 那么就不是禁止 他就应该移动到target 否则 他是静止的，就应该做相应的动画
*/
public override TaskStatus OnUpdate()
{
storeResult.Value = distance.Value - compare_dis.Value > 0 ? false : true ;
return TaskStatus.Success;
}
public override void OnReset()
{
}
}
}
-
好了 我们这两个Task已经写好了 然后用一个Sequence 连接两个任务
start - 做完了这个，我们又要分情况讨论了 一个是移动 一个是移动结束
2.移动到target
移动到target我们要用一个判断来做相应的事件 首先 我们判断第一步的变量 isstop 看看是否静止 如果是false的话，执行下面的步骤 否则的话 ，跳转到面向摄像机
下面一层 我们用一个selector节点 来选择一个节点执行
选择是播放起飞动画呢 ，还是move呢首先播放起飞动画的条件是 isfirstfly 初始值是true 那么开始执行飞行动画 ，执行结束 把这个值设置false false就不进入这个节点 而是去选择执行move 节点 。
动画这个也是一个坑 我用比较长的一段详细讲一下。收悉的朋友可以跳过这一段 。
move
-looktarget前面也讲过了 movetotarget是封装以后的translate 可以自己动脑去实现一下
3.停止逻辑
stop
4.第一次停止动画
firststop
5.面向摄像机
lookcam
- 面向摄像机以后 要判断是否已经结束 我们要判断向量的方向来决定
- 首先先计算机器人的forward向量 然后机器人位置减摄像机的位置 ，得到一个方向向量 最后判断两个向量的单位向量是否相同 就可以了
6.面向UI
- 我规定 当外界代码控制修改一个全局变量 就把他设置成true 然后指定一个UI物体 那么下一帧就可以面向UI了
lookUI
7.面向UI之后的动作
UIaction
