Jak zrobić FPS ze wsparciem AI w Unity

Strzelanki pierwszoosobowe (FPS) to podgatunek gier strzelanek, w których gracz jest sterowany z perspektywy pierwszej osoby.

Aby stworzyć grę FPS w Unity będziemy potrzebować kontrolera gracza, szeregu przedmiotów (w tym przypadku broni) i wrogów.

Krok 1: Utwórz kontroler odtwarzacza

Tutaj stworzymy kontroler, z którego będzie korzystał nasz odtwarzacz.

• Utwórz nowy obiekt gry (Obiekt gry -> Utwórz pusty) i nadaj mu nazwę "Player"
• Utwórz nową kapsułę (obiekt gry -> obiekt 3D -> kapsuła) i przenieś ją do obiektu "Player"
• Usuń komponent Capsule Collider z Capsule i zmień jego położenie na (0, 1, 0)
• Przesuń kamerę główną do obiektu "Player" i zmień jej położenie na (0, 1,64, 0)
• Utwórz nowy skrypt, nazwij go "SC_CharacterController" i wklej w nim poniższy kod:

SC_CharacterController.cs

using UnityEngine;

[RequireComponent(typeof(CharacterController))]

public class SC_CharacterController : MonoBehaviour
{
    public float speed = 7.5f;
    public float jumpSpeed = 8.0f;
    public float gravity = 20.0f;
    public Camera playerCamera;
    public float lookSpeed = 2.0f;
    public float lookXLimit = 45.0f;

    CharacterController characterController;
    Vector3 moveDirection = Vector3.zero;
    Vector2 rotation = Vector2.zero;

    [HideInInspector]
    public bool canMove = true;

    void Start()
    {
        characterController = GetComponent<CharacterController>();
        rotation.y = transform.eulerAngles.y;
    }

    void Update()
    {
        if (characterController.isGrounded)
        {
            // We are grounded, so recalculate move direction based on axes
            Vector3 forward = transform.TransformDirection(Vector3.forward);
            Vector3 right = transform.TransformDirection(Vector3.right);
            float curSpeedX = canMove ? speed * Input.GetAxis("Vertical") : 0;
            float curSpeedY = canMove ? speed * Input.GetAxis("Horizontal") : 0;
            moveDirection = (forward * curSpeedX) + (right * curSpeedY);

            if (Input.GetButton("Jump") && canMove)
            {
                moveDirection.y = jumpSpeed;
            }
        }

        // Apply gravity. Gravity is multiplied by deltaTime twice (once here, and once below
        // when the moveDirection is multiplied by deltaTime). This is because gravity should be applied
        // as an acceleration (ms^-2)
        moveDirection.y -= gravity * Time.deltaTime;

        // Move the controller
        characterController.Move(moveDirection * Time.deltaTime);

        // Player and Camera rotation
        if (canMove)
        {
            rotation.y += Input.GetAxis("Mouse X") * lookSpeed;
            rotation.x += -Input.GetAxis("Mouse Y") * lookSpeed;
            rotation.x = Mathf.Clamp(rotation.x, -lookXLimit, lookXLimit);
            playerCamera.transform.localRotation = Quaternion.Euler(rotation.x, 0, 0);
            transform.eulerAngles = new Vector2(0, rotation.y);
        }
    }
}

• Dołącz skrypt SC_CharacterController do obiektu "Player" (zauważysz, że dodał on także inny komponent o nazwie Character Controller, zmieniając jego środkową wartość na (0, 1, 0))
• Przypisz kamerę główną do zmiennej kamery gracza w SC_CharacterController

Kontroler odtwarzacza jest teraz gotowy:

Krok 2: Utwórz system broni

System broni gracza będzie składał się z 3 elementów: menedżera broni, skryptu broni i skryptu pocisku.

• Utwórz nowy skrypt, nadaj mu nazwę "SC_WeaponManager" i wklej w nim poniższy kod:

SC_WeaponManager.cs

using UnityEngine;

public class SC_WeaponManager : MonoBehaviour
{
    public Camera playerCamera;
    public SC_Weapon primaryWeapon;
    public SC_Weapon secondaryWeapon;

    [HideInInspector]
    public SC_Weapon selectedWeapon;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        //At the start we enable the primary weapon and disable the secondary
        primaryWeapon.ActivateWeapon(true);
        secondaryWeapon.ActivateWeapon(false);
        selectedWeapon = primaryWeapon;
        primaryWeapon.manager = this;
        secondaryWeapon.manager = this;
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        //Select secondary weapon when pressing 1
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Alpha1))
        {
            primaryWeapon.ActivateWeapon(false);
            secondaryWeapon.ActivateWeapon(true);
            selectedWeapon = secondaryWeapon;
        }

        //Select primary weapon when pressing 2
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Alpha2))
        {
            primaryWeapon.ActivateWeapon(true);
            secondaryWeapon.ActivateWeapon(false);
            selectedWeapon = primaryWeapon;
        }
    }
}

• Utwórz nowy skrypt, nazwij go "SC_Weapon" i wklej w nim poniższy kod:

SC_Weapon.cs

using System.Collections;
using UnityEngine;

[RequireComponent(typeof(AudioSource))]

public class SC_Weapon : MonoBehaviour
{
    public bool singleFire = false;
    public float fireRate = 0.1f;
    public GameObject bulletPrefab;
    public Transform firePoint;
    public int bulletsPerMagazine = 30;
    public float timeToReload = 1.5f;
    public float weaponDamage = 15; //How much damage should this weapon deal
    public AudioClip fireAudio;
    public AudioClip reloadAudio;

    [HideInInspector]
    public SC_WeaponManager manager;

    float nextFireTime = 0;
    bool canFire = true;
    int bulletsPerMagazineDefault = 0;
    AudioSource audioSource;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        bulletsPerMagazineDefault = bulletsPerMagazine;
        audioSource = GetComponent<AudioSource>();
        audioSource.playOnAwake = false;
        //Make sound 3D
        audioSource.spatialBlend = 1f;
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        if (Input.GetMouseButtonDown(0) && singleFire)
        {
            Fire();
        }
        if (Input.GetMouseButton(0) && !singleFire)
        {
            Fire();
        }
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.R) && canFire)
        {
            StartCoroutine(Reload());
        }
    }

    void Fire()
    {
        if (canFire)
        {
            if (Time.time > nextFireTime)
            {
                nextFireTime = Time.time + fireRate;

                if (bulletsPerMagazine > 0)
                {
                    //Point fire point at the current center of Camera
                    Vector3 firePointPointerPosition = manager.playerCamera.transform.position + manager.playerCamera.transform.forward * 100;
                    RaycastHit hit;
                    if (Physics.Raycast(manager.playerCamera.transform.position, manager.playerCamera.transform.forward, out hit, 100))
                    {
                        firePointPointerPosition = hit.point;
                    }
                    firePoint.LookAt(firePointPointerPosition);
                    //Fire
                    GameObject bulletObject = Instantiate(bulletPrefab, firePoint.position, firePoint.rotation);
                    SC_Bullet bullet = bulletObject.GetComponent<SC_Bullet>();
                    //Set bullet damage according to weapon damage value
                    bullet.SetDamage(weaponDamage);

                    bulletsPerMagazine--;
                    audioSource.clip = fireAudio;
                    audioSource.Play();
                }
                else
                {
                    StartCoroutine(Reload());
                }
            }
        }
    }

    IEnumerator Reload()
    {
        canFire = false;

        audioSource.clip = reloadAudio;
        audioSource.Play();

        yield return new WaitForSeconds(timeToReload);

        bulletsPerMagazine = bulletsPerMagazineDefault;

        canFire = true;
    }

    //Called from SC_WeaponManager
    public void ActivateWeapon(bool activate)
    {
        StopAllCoroutines();
        canFire = true;
        gameObject.SetActive(activate);
    }
}

• Utwórz nowy skrypt, nazwij go "SC_Bullet" i wklej w nim poniższy kod:

SC_Bullet.cs

using System.Collections;
using UnityEngine;

public class SC_Bullet : MonoBehaviour
{
    public float bulletSpeed = 345;
    public float hitForce = 50f;
    public float destroyAfter = 3.5f;

    float currentTime = 0;
    Vector3 newPos;
    Vector3 oldPos;
    bool hasHit = false;

    float damagePoints;

    // Start is called before the first frame update
    IEnumerator Start()
    {
        newPos = transform.position;
        oldPos = newPos;

        while (currentTime < destroyAfter && !hasHit)
        {
            Vector3 velocity = transform.forward * bulletSpeed;
            newPos += velocity * Time.deltaTime;
            Vector3 direction = newPos - oldPos;
            float distance = direction.magnitude;
            RaycastHit hit;

            // Check if we hit anything on the way
            if (Physics.Raycast(oldPos, direction, out hit, distance))
            {
                if (hit.rigidbody != null)
                {
                    hit.rigidbody.AddForce(direction * hitForce);

                    IEntity npc = hit.transform.GetComponent<IEntity>();
                    if (npc != null)
                    {
                        //Apply damage to NPC
                        npc.ApplyDamage(damagePoints);
                    }
                }

                newPos = hit.point; //Adjust new position
                StartCoroutine(DestroyBullet());
            }

            currentTime += Time.deltaTime;
            yield return new WaitForFixedUpdate();

            transform.position = newPos;
            oldPos = newPos;
        }

        if (!hasHit)
        {
            StartCoroutine(DestroyBullet());
        }
    }

    IEnumerator DestroyBullet()
    {
        hasHit = true;
        yield return new WaitForSeconds(0.5f);
        Destroy(gameObject);
    }

    //Set how much damage this bullet will deal
    public void SetDamage(float points)
    {
        damagePoints = points;
    }
}

Teraz zauważysz, że skrypt SC_Bullet zawiera pewne błędy. Dzieje się tak, ponieważ mamy jeszcze jedną rzecz do zrobienia, czyli zdefiniowanie interfejsu IEntity.

Interfejsy w C# są przydatne, gdy trzeba się upewnić, że skrypt, który ich używa, ma zaimplementowane określone metody.

Interfejs IEntity będzie miał jedną metodę, którą jest ApplyDamage, która później zostanie użyta do zadawania obrażeń wrogom i naszemu graczowi.

• Utwórz nowy skrypt, nazwij go "SC_InterfaceManager" i wklej w nim poniższy kod:

SC_InterfaceManager.cs

//Entity interafce
interface IEntity
{ 
    void ApplyDamage(float points);
}

Konfigurowanie menedżera broni

Menedżer broni to obiekt znajdujący się pod głównym obiektem kamery i zawierający całą broń.

• Utwórz nowy obiekt GameObject i nadaj mu nazwę "WeaponManager"
• Przesuń menedżera broni do głównej kamery gracza i zmień jego położenie na (0, 0, 0)
• Dołącz skrypt SC_WeaponManager do "WeaponManager"
• Przypisz kamerę główną do zmiennej kamery gracza w SC_WeaponManager

Konfigurowanie karabinu

• Przeciągnij i upuść model broni na scenę (lub po prostu utwórz kostkę i rozciągnij ją, jeśli nie masz jeszcze modelu).
• Przeskaluj model tak, aby jego rozmiar odpowiadał wielkości Kapsuły Gracza

W moim przypadku będę korzystał z robionego na zamówienie modelu karabinu (BERGARA BA13):

• Utwórz nowy obiekt GameObject i nadaj mu nazwę "Rifle", a następnie przenieś do niego model karabinu
• Przesuń obiekt "Rifle" do obiektu "WeaponManager" i umieść go przed kamerą w następujący sposób:

Aby naprawić przycinanie obiektu, po prostu zmień bliską płaszczyznę przycinania kamery na mniejszą (w moim przypadku ustawiłem ją na 0,15):

Dużo lepiej.

• Dołącz skrypt SC_Weapon do obiektu karabinu (zauważysz, że dodał on także komponent źródła dźwięku, jest on potrzebny do odtworzenia dźwięku wystrzału i ponownego załadowania dźwięku).

Jak widać, SC_Weapon ma 4 zmienne do przypisania. Możesz od razu przypisać zmienne audio Fire i Reload, jeśli masz w projekcie odpowiednie klipy audio.

Zmienna Bullet Prefab zostanie wyjaśniona w dalszej części tego samouczka.

Na razie przypiszemy po prostu zmienną Fire point:

• Utwórz nowy obiekt GameObject, zmień jego nazwę na "FirePoint" i przenieś go do obiektu Rifle Object. Umieść go tuż przed lufą lub lekko w środku, jak poniżej:

• Przypisz transformację FirePoint do zmiennej punktu ognia w SC_Weapon
• Przypisz karabin do zmiennej broni dodatkowej w skrypcie SC_WeaponManager

Konfigurowanie pistoletu maszynowego

• Zduplikuj obiekt karabinu i zmień jego nazwę na pistolet maszynowy
• Wymień znajdujący się w nim model pistoletu na inny model (w moim przypadku użyję wykonanego na zamówienie modelu TAVOR X95)

• Przesuń transformację Fire Point, aż będzie pasować do nowego modelu

• Przypisz pistolet maszynowy do zmiennej broni podstawowej w skrypcie SC_WeaponManager

Konfigurowanie prefabrykatu pocisku

Gotowy pocisk będzie się pojawiał zgodnie z szybkostrzelnością broni i będzie korzystał z Raycastu, aby wykryć, czy w coś trafił i zadać obrażenia.

• Utwórz nowy obiekt GameObject i nadaj mu nazwę "Bullet"
• Dodaj do niego komponent Trail Renderer i zmień jego zmienną Time na 0,1.
• Ustaw krzywą Szerokość na niższą wartość (np. Początek 0,1 i koniec 0), aby dodać szlak o spiczastym wyglądzie
• Utwórz nowy materiał i nadaj mu nazwę bullet_trail_material i zmień jego Shader na Particles/Additive
• Przypisz nowo utworzony materiał do renderera szlaku
• Zmień kolor renderera szlaku na inny (np. Początek: jasny pomarańczowy Koniec: ciemniejszy pomarańczowy)

• Zapisz obiekt Bullet w Prefab i usuń go ze Sceny.
• Przypisz nowo utworzony prefabrykat (przeciągnij i upuść z widoku projektu) do zmiennej prefabrykatu pocisku karabinu i pistoletu maszynowego

Pistolet maszynowy:

Karabin:

Broń jest już gotowa.

Krok 3: Utwórz sztuczną inteligencję wroga

Wrogowie będą prostymi kostkami, które podążają za Graczem i atakują, gdy znajdą się wystarczająco blisko. Będą atakować falami, a każda fala będzie miała więcej wrogów do wyeliminowania.

Konfigurowanie sztucznej inteligencji wroga

Poniżej stworzyłem 2 odmiany Kostki (lewa jest przeznaczona dla żywej instancji, a prawa pojawi się po zabiciu wroga):

• Dodaj komponent Rigidbody zarówno do instancji martwych, jak i żywych
• Zapisz martwą instancję w prefabrykacie i usuń ją ze sceny.

Teraz żywa instancja będzie potrzebowała kilku dodatkowych komponentów, aby móc poruszać się po poziomie gry i zadawać obrażenia Graczowi.

• Utwórz nowy skrypt i nadaj mu nazwę "SC_NPCEnemy", a następnie wklej w nim poniższy kod:

SC_NPCEnemy.cs

using UnityEngine;
using UnityEngine.AI;

[RequireComponent(typeof(NavMeshAgent))]

public class SC_NPCEnemy : MonoBehaviour, IEntity
{
    public float attackDistance = 3f;
    public float movementSpeed = 4f;
    public float npcHP = 100;
    //How much damage will npc deal to the player
    public float npcDamage = 5;
    public float attackRate = 0.5f;
    public Transform firePoint;
    public GameObject npcDeadPrefab;

    [HideInInspector]
    public Transform playerTransform;
    [HideInInspector]
    public SC_EnemySpawner es;
    NavMeshAgent agent;
    float nextAttackTime = 0;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        agent = GetComponent<NavMeshAgent>();
        agent.stoppingDistance = attackDistance;
        agent.speed = movementSpeed;

        //Set Rigidbody to Kinematic to prevent hit register bug
        if (GetComponent<Rigidbody>())
        {
            GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = true;
        }
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        if (agent.remainingDistance - attackDistance < 0.01f)
        {
            if(Time.time > nextAttackTime)
            {
                nextAttackTime = Time.time + attackRate;

                //Attack
                RaycastHit hit;
                if(Physics.Raycast(firePoint.position, firePoint.forward, out hit, attackDistance))
                {
                    if (hit.transform.CompareTag("Player"))
                    {
                        Debug.DrawLine(firePoint.position, firePoint.position + firePoint.forward * attackDistance, Color.cyan);

                        IEntity player = hit.transform.GetComponent<IEntity>();
                        player.ApplyDamage(npcDamage);
                    }
                }
            }
        }
        //Move towardst he player
        agent.destination = playerTransform.position;
        //Always look at player
        transform.LookAt(new Vector3(playerTransform.transform.position.x, transform.position.y, playerTransform.position.z));
    }

    public void ApplyDamage(float points)
    {
        npcHP -= points;
        if(npcHP <= 0)
        {
            //Destroy the NPC
            GameObject npcDead = Instantiate(npcDeadPrefab, transform.position, transform.rotation);
            //Slightly bounce the npc dead prefab up
            npcDead.GetComponent<Rigidbody>().velocity = (-(playerTransform.position - transform.position).normalized * 8) + new Vector3(0, 5, 0);
            Destroy(npcDead, 10);
            es.EnemyEliminated(this);
            Destroy(gameObject);
        }
    }
}

• Utwórz nowy skrypt, nazwij go "SC_EnemySpawner" i wklej w nim poniższy kod:

SC_EnemySpawner.cs

using UnityEngine;
using UnityEngine.SceneManagement;

public class SC_EnemySpawner : MonoBehaviour
{
    public GameObject enemyPrefab;
    public SC_DamageReceiver player;
    public Texture crosshairTexture;
    public float spawnInterval = 2; //Spawn new enemy each n seconds
    public int enemiesPerWave = 5; //How many enemies per wave
    public Transform[] spawnPoints;

    float nextSpawnTime = 0;
    int waveNumber = 1;
    bool waitingForWave = true;
    float newWaveTimer = 0;
    int enemiesToEliminate;
    //How many enemies we already eliminated in the current wave
    int enemiesEliminated = 0;
    int totalEnemiesSpawned = 0;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        //Lock cursor
        Cursor.lockState = CursorLockMode.Locked;
        Cursor.visible = false;

        //Wait 10 seconds for new wave to start
        newWaveTimer = 10;
        waitingForWave = true;
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        if (waitingForWave)
        {
            if(newWaveTimer >= 0)
            {
                newWaveTimer -= Time.deltaTime;
            }
            else
            {
                //Initialize new wave
                enemiesToEliminate = waveNumber * enemiesPerWave;
                enemiesEliminated = 0;
                totalEnemiesSpawned = 0;
                waitingForWave = false;
            }
        }
        else
        {
            if(Time.time > nextSpawnTime)
            {
                nextSpawnTime = Time.time + spawnInterval;

                //Spawn enemy 
                if(totalEnemiesSpawned < enemiesToEliminate)
                {
                    Transform randomPoint = spawnPoints[Random.Range(0, spawnPoints.Length - 1)];

                    GameObject enemy = Instantiate(enemyPrefab, randomPoint.position, Quaternion.identity);
                    SC_NPCEnemy npc = enemy.GetComponent<SC_NPCEnemy>();
                    npc.playerTransform = player.transform;
                    npc.es = this;
                    totalEnemiesSpawned++;
                }
            }
        }

        if (player.playerHP <= 0)
        {
            if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
            {
                Scene scene = SceneManager.GetActiveScene();
                SceneManager.LoadScene(scene.name);
            }
        }
    }

    void OnGUI()
    {
        GUI.Box(new Rect(10, Screen.height - 35, 100, 25), ((int)player.playerHP).ToString() + " HP");
        GUI.Box(new Rect(Screen.width / 2 - 35, Screen.height - 35, 70, 25), player.weaponManager.selectedWeapon.bulletsPerMagazine.ToString());

        if(player.playerHP <= 0)
        {
            GUI.Box(new Rect(Screen.width / 2 - 85, Screen.height / 2 - 20, 170, 40), "Game Over\n(Press 'Space' to Restart)");
        }
        else
        {
            GUI.DrawTexture(new Rect(Screen.width / 2 - 3, Screen.height / 2 - 3, 6, 6), crosshairTexture);
        }

        GUI.Box(new Rect(Screen.width / 2 - 50, 10, 100, 25), (enemiesToEliminate - enemiesEliminated).ToString());

        if (waitingForWave)
        {
            GUI.Box(new Rect(Screen.width / 2 - 125, Screen.height / 4 - 12, 250, 25), "Waiting for Wave " + waveNumber.ToString() + " (" + ((int)newWaveTimer).ToString() + " seconds left...)");
        }
    }

    public void EnemyEliminated(SC_NPCEnemy enemy)
    {
        enemiesEliminated++;

        if(enemiesToEliminate - enemiesEliminated <= 0)
        {
            //Start next wave
            newWaveTimer = 10;
            waitingForWave = true;
            waveNumber++;
        }
    }
}

• Utwórz nowy skrypt, nadaj mu nazwę "SC_DamageReceiver" i wklej w nim poniższy kod:

SC_DamageReceiver.cs

using UnityEngine;

public class SC_DamageReceiver : MonoBehaviour, IEntity
{
    //This script will keep track of player HP
    public float playerHP = 100;
    public SC_CharacterController playerController;
    public SC_WeaponManager weaponManager;

    public void ApplyDamage(float points)
    {
        playerHP -= points;

        if(playerHP <= 0)
        {
            //Player is dead
            playerController.canMove = false;
            playerHP = 0;
        }
    }
}

• Dołącz skrypt SC_NPCEnemy do żywej instancji wroga (zauważysz, że dodano kolejny komponent o nazwie NavMesh Agent, który jest potrzebny do poruszania się po NavMesh)
• Przypisz niedawno utworzony prefabrykat martwej instancji do zmiennej Npc Dead Prefab
• Dla Fire Point utwórz nowy GameObject, przenieś go do żywej instancji wroga i umieść nieco przed instancją, a następnie przypisz go do zmiennej Fire Point:

• Na koniec Zapisz żywą instancję w Prefab i usuń ją ze Sceny.

Konfigurowanie generatora wrogów

Przejdźmy teraz do SC_EnemySpawner. Skrypt ten będzie odradzał wrogów falami, a także wyświetlał pewne informacje o interfejsie użytkownika na ekranie, takie jak HP gracza, aktualna amunicja, liczba wrogów pozostałych w bieżącej fali itp.

• Utwórz nowy obiekt GameObject i nadaj mu nazwę "_EnemySpawner"
• Dołącz do niego skrypt SC_EnemySpawner
• Przypisz nowo utworzoną sztuczną inteligencję wroga do zmiennej Enemy Prefab
• Przypisz poniższą teksturę do zmiennej tekstury Crosshair

• Utwórz kilka nowych GameObjects i umieść je wokół Sceny, a następnie przypisz je do tablicy Punktów Spawnu

Zauważysz, że pozostała jeszcze jedna zmienna do przypisania, a mianowicie zmienna Player.

• Dołącz skrypt SC_DamageReceiver do instancji Player
• Zmień tag instancji Player na "Player"
• Przypisz zmienne Kontrolera Gracza i Menedżera Broni w SC_DamageReceiver

• Przypisz instancję gracza do zmiennej Player w SC_EnemySpawner

I na koniec, musimy wbudować NavMesh w naszą scenę, aby wroga sztuczna inteligencja mogła nawigować.

Nie zapomnij także oznaczyć każdego statycznego obiektu na scenie jako statycznego nawigacji przed wypaleniem NavMesh:

• Przejdź do okna NavMesh (Okno -> AI -> Nawigacja), kliknij zakładkę Pieczenie, a następnie kliknij przycisk Piecz. Po upieczeniu NavMesh powinien wyglądać mniej więcej tak:

Teraz czas nacisnąć przycisk Play i przetestować:

Wszystko działa zgodnie z oczekiwaniami!