Unity3d 打飞碟-物理运动版

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视频演示

题目要求

改进飞碟（Hit UFO）游戏：

1. 按 adapter模式 设计图修改飞碟游戏；
2. 使它同时支持物理运动与运动学（变换）运动。

Adapter 模式

• 运动学和动力学的物体运动存在区别。在 unity3d 中两种方式会产生不同的效果。使用 adapter 模式，使得游戏能支持两种方式的运动。

• uml 图变化如下，增加了一个接口和方法，场景控制器通过接口调用该方法，而具体的不同的动作控制类将实现该接口，方便场控的调用。
  

实现

效果如下

• 和上一个版本的主要区别是添加了刚体后，飞碟碰撞会反弹。

主要写一下修改的地方。

接口

• 根据模式变化，需要修改接口。新加一个 IActionManager 接口。另外，在 userAction 中添加了 getMode()，switchMode() 方法，方便 GUI 获取当前模式和在动力学 (Dynamics) 模式，即物理运动，和运动学 (Kinematics) 模式之间进行切换。

namespace Interfaces {
    public interface ISceneController {}

    public interface UserAction {
        void Hit(Vector3 pos);
        int getScore();
        int getRound();
        bool getMode();
        void stopGame();
        void Restart();
        void switchMode();
    }

    public enum SSActionEventType: int { Started, Completed}

    public interface ISSActionCallback {
        void SSActionCallback(SSAction source);
    }

    public interface IActionManager {
        void MoveDisk(Disk disk);
    }
}

CCPhysisAction 的添加

• 和 CCMoveToAction 一个道理，CCPhysisAction 也是一个继承了 SSAction 的具体的运动类。CCMoveToAction 是基于运动学的动作变换，是通过计算物体中心的运动方程，轨迹，位移，速度，旋转来直接变换游戏对象；CCPhysisAction 考虑了物体实际的重力和本身的形状，外部力对物体的影响，使游戏对象的运动更加逼真。
• 通过物理引擎更新的 CCPhysisAction 类需要使用 FixedUpdate （尽管这里只需要在 start() 中赋一次初始速度，无需在 FixedUpdate 中一直添加速度，但为了区别，我还是写了一个 FixedUpdate），所以在其继承的 SSAction 中添加了一个 FixedUpdate 虚函数，然后在 CCPhysicAction 中实现。而需要重写的 Update 函数空着即可。

public class CCPhysisAction : SSAction {
    public float speedx, speedy, speedz;
    public float gravity = 0.0f;

    private CCPhysisAction() { }
    public static CCPhysisAction GetAction(Vector3 speed) {
        CCPhysisAction action = ScriptableObject.CreateInstance<CCPhysisAction>();
        action.speedx = speed.x;
        action.speedy = speed.y;
        action.speedz = speed.z;
        return action;
    }

    public override void Update() {}

    public override void FixedUpdate() {
        if (transform.position.y < -20) {
            Destroy(this.gameObject.GetComponent<Rigidbody>());
            destroy = true;
            callback.SSActionCallback(this);
        }
    }
    public override void Start() {
        if(!this.gameObject.GetComponent<Rigidbody>()) {
            this.gameObject.AddComponent<Rigidbody>();
        }
        this.gameObject.GetComponent<Rigidbody>().AddForce(new Vector3(speedx, speedy, speedz), ForceMode.VelocityChange);
    }
}

SSAction 的修改

• 添加了一个 FixedUpdate 虚函数，就本游戏而言，在继承了 SSAction 的 CCMoveToAction 中重写 FixedUpdate 时，空着即可。

public class SSAction : ScriptableObject {
    public bool enable = true;
    public bool destroy = false;

    public GameObject gameObject;
    public Transform transform;
    public ISSActionCallback callback;

    protected SSAction() {}

    public virtual void Start() {
        throw new System.NotImplementedException();
    }

    public virtual void Update() {
        throw new System.NotImplementedException();
    }

    public virtual void FixedUpdate() {
        throw new System.NotImplementedException();
    }
}

CCPhysisActionManager 的添加

• 和 CCActionManager 相似，CCPhysisActionManager 是一个具体的动作管理器，只不过，在实现 Adapter接口 IActionManager的 MoveDisk()方法时，调用 CCPhysisAction.GetAction()，而非 CCActionManager 中的 CCMoveToAction.GetAction()。

public class CCPhysisActionManager : SSActionManager, IActionManager, ISSActionCallback {
    public SSActionEventType Complete = SSActionEventType.Completed;
    int count = 0;

    public void MoveDisk(Disk disk) {
        ++count;
        Complete = SSActionEventType.Started;
        CCPhysisAction diskAction = CCPhysisAction.GetAction(disk.Speed);
        this.addAction(disk.gameObject, diskAction, this);
    }

    public void SSActionCallback(SSAction source) {
        --count;
        Complete = SSActionEventType.Completed;
        source.gameObject.SetActive(false);
    }
}

SSActionManager 的修改

• 因为 SSActionManager 通过 SSAction 使用具体的动作，而 SSAction中添加了一个 FixedUpdate 函数，所以只需要在SSActionManager 中的 update 函数中，增加对 action 的 FixedUpdate() 的调用，使得 CCPhysisAction 的 FixedUpdate() 生效。

public class SSActionManager : MonoBehaviour {
    private Dictionary<int, SSAction> actions = new Dictionary<int, SSAction>();
    private List<SSAction> waitingAdd = new List<SSAction>();	
    private List<int> waitingDelete = new List<int>(); 

    protected void Update() {
        foreach (SSAction action in waitingAdd) {
            actions[action.GetInstanceID()] = action;
        }
        waitingAdd.Clear();

        foreach (KeyValuePair<int, SSAction> kv in actions) {
            SSAction action = kv.Value;
            if (action.destroy) {       // delete this action
                waitingDelete.Add(action.GetInstanceID());
            }
            else if (action.enable) {   // run this action
                action.Update();
                action.FixedUpdate();
            }
        }

        foreach (int key in waitingDelete) {
            SSAction action = actions[key];
            actions.Remove(key);
            Destroy(action);
        }
        waitingDelete.Clear();
    }

    /* add action to a gameobject */
    public void addAction(GameObject gameObject, SSAction action, ISSActionCallback manager) {
        action.gameObject = gameObject;
        action.transform = gameObject.transform;
        action.callback = manager;
        waitingAdd.Add(action);
        action.Start();
    }
}

FirstController 的修改

• FirstController 实现了 UserAction 接口，因为为了方便 GUI 与用户的交互，添加了 switchMode()，getMode() 方法，在此实现。同时，更换模式时，需要改变调用的具体的动作管理器，所以添加了一个 reset() 方法进行变换。

public void switchMode() {
        usePhysic = !usePhysic;
        reset();
    }

    public bool getMode() {
        return usePhysic;
    }

    public void reset() {
        if (usePhysic) {
            actionManager = gameObject.AddComponent<CCPhysisActionManager>() as CCPhysisActionManager;
        }
        else {
            actionManager = gameObject.AddComponent<CCActionManager>() as CCActionManager;
        }
    }