コンテストのためのUnity3Dゲームの迅速な開発

この記事では、短時間でビデオゲームを開発する興味深い、少し自明でない瞬間について説明します。競技の規則に従って、実行可能なデモを1週間以内に、リリースを2週間以内に提出する必要があります。 この記事は、すでにUnity3Dで遊んでいるが、このゲームエンジンでHelloWorldよりもプロジェクトを難しくしていない人を対象としています。

注目を集める画像-ゲームのスクリーンショット。

ゲームのアイデア、コンセプト

ゲームが大好きです。 現象のように。 また、ビデオゲームの開発は、プログラミング、数学、アートの非常に興味深い組み合わせです。 残念ながら、ゲーム開発プロセスを最大限に商業的に成功させるために十分な時間とリソースを費やす余裕はまだありません。ゲーム作成プロセスが大幅に簡素化されているにもかかわらず、携帯電話の多かれ少なかれ全体的なゲームは2日間のあいさつよりも注意が少ないことが経験からわかっています-3〜4年前。

ただし、2週間のゲームの競争があり、需要が少ない場合は、ここで試すことができます。

開発の最初の段階では、ゲームのコンセプトを選択する必要があります。 ジャンル、ゲームプレイ、関連ゲームは、既存のゲームよりも優れています。 そして、現時点で最も重要なことは、あなたの強さを過大評価しないことです。なぜなら、ルールは時間の面で非常に厳格であり、競争とは別に、あなたの能力とチームの能力を適切に評価することが非常に重要です-さもなければ、開発が遅れ、熱意が失われる可能性があります

この場合、私はかなり単純なジャンルを選択しました-ハック＆スラッシュ要素を備えた、トップビューのアーケードです。 私は次のゲームに触発されました（多くの人がそれらをプレイし、見、そしてなにかおなじみだったと思います）：

星の剣：穴



私のお気に入りのベーグルの1つである、ローグのようなジャンルのターンベースのゲーム：非常にシンプルですが、同時に刺激的です。 このゲームから、生成されたラビリンスと敵のランダムなスポーンのアイデアを借りました。

クリムゾンランド



トップビューのアーケード。 このゲームから、私は敵とダイナミクスの数を借りました。

その結果、私は次のゲームプレイに行きました：プレイヤーは、キャラクターを制御し、迷路を駆け抜け、敵を撃ち、パワーアップを収集し、レベル環境と対話し、キーを探して次のレベルに移動します。敵はより卑劣で迷路はより混乱しています。 開発環境、ツール、プラットフォームの選択。

何から選択できますか？ 膨大な数のゲームおよびグラフィックエンジンがありますが、現時点で最も人気があるのはUnity3D、UnrealEngine4、cocos2d、libGDXです。 最初の2つは主にデスクトップの「複雑な」ゲームに使用され、最後の2つは携帯電話用の単純な2次元ゲームに使用されます。 また、単純なゲームには、マウス指向のデザイナーがいます。



私はC ++の熱狂的ファンであり、この言語を無限に愛しているという事実にもかかわらず、この言語は2週間でゲームを書くものではないことを認識しています。 Unity3Dは、C＃、JS、および独自のPythonのような言語のBooスクリプトでスクリプトを記述する機能を提供します。 ほとんどのプログラマは、明らかな理由でC＃を使用します。 はい、私は感覚のレベルでUnityが好きでした。

開発、アーキテクチャ、興味深い点

レベル

ゲームには迷路を走る必要があり、迷路を生成する必要があります。 最初は自分でアルゴリズムを考え出すことにしました。一見簡単そうに見えました。フィールドを水平または垂直に2つの等しくない部分に分割し、ある部分から別の部分への通路を作成します。 次に、左右の「島」に沿って再帰的に歩き、同じように処理します。サイズが許す場合は2つの部分に分け、許さない場合はそのまま部屋から出ます。

あらゆる部屋から他の場所まで、1つの単一のパスをたどることができます。 これは、この迷路の研究に興味があるという観点からはあまり正しくありません。迷路自体は、私が定数をどのように調整したとしても、ロシアの寝室を建てるのにいくらか似た、細長い狭い部屋に向かう傾向を持つ明白な正方形のネストの外観を有していました。 残念ながら、アルゴリズムの元のバージョンは保存されず、その結果を表示できません。


元のラビリンス生成アルゴリズムの図

それから、私はインターネット上で生成アルゴリズムを探すことにし、C ++で書かれたgamedev.ruウェブサイトでそれを見つけました。

アルゴリズムの本質は次のとおりです。空のフィールドに目的の番号が配置されます-n部屋。 新しい部屋ごとに、そのサイズは指定された制限内でランダムに設定され、その後、部屋は競技場のランダムな座標に配置されます。 作成された部屋が以前に作成された部屋と交差する場合、ランダムなサイズでランダムな場所に再作成する必要があります。 メインのm = 100回の繰り返しで部屋が自分自身の場所を見つけることができない場合、フィールドは満たされていると見なされ、次の部屋に進みます。

void Generate(int roomsCount) { for (int i = 0; i < roomsCount; i++) { for (int j = 0; j < 100; j++) { int w = Random.Range(3, 10); int h = Random.Range(3, 10); Room room = new Room(); room.x = Random.Range(3, m_width - w - 3); room.y = Random.Range(3, m_height - h - 3); room.w = w; room.h = h; List<Room> inter = rooms.FindAll(room.Intersect); if (inter.Count == 0) { rooms.Add(room); break; } } return; } } 

次に、必要な数の部屋が作成されたら、それらを通路に接続する必要があります。作成されたすべての部屋を巡回し、処理対象の部屋の中心から他の部屋の中心までのパスA *を見つけるアルゴリズムを使用してパスを計算します。 アルゴリズムA *の場合、部屋のセルの重みを1に設定し、空のセルの重みをkに設定します。 アルゴリズムは一連のセルを提供します-部屋から部屋へのパス、これが魔法のあるところです：kを増やすと、より少ない廊下でより複雑な迷路を取得し、増加します-迷路を廊下で「ステッチ」します。 この効果は、空のセルの重みが大きくなると、パス検索アルゴリズムが道路を「パンチ」するのではなく、道を切り開くことを試みるために達成されます。

 void GenerateAllPassages() { foreach (Room r in rooms) { APoint center1 = new APoint(); center1.x = rx + (rw/2); center1.y = ry + (rh/2); center1.cost = 1; foreach (Room r2 in rooms) { APoint center2 = new APoint(); center2.x = r2.x + (r2.w/2); center2.y = r2.y + (r2.h/2); center2.cost = 1; GeneratePassage(center1, center2); //    } } for (int x = 0; x < m_width; x++) for (int y = 0; y < m_height; y++) if (m_data[x,y] == Tile.Path) m_data[x,y] = Tile.Floor; } 

緑のタイルは、各部屋から各部屋へのパスを見つけた結果を示します。



次に、迷路の「装飾」、壁の探索があります。



アルゴリズムは非常に最適化されていません。ラップトップi7では、50 * 50の迷路の生成（レベルを表すゲームオブジェクトの作成と一緒に）には約10秒かかります。 残念ながら、レベル生成アルゴリズムの複雑さを大まかに推定することもできません。波経路探索アルゴリズムの複雑さは係数kに依存するためです。 しかし、彼は私のゲームで見たい迷路を正確に作成します。

これで、2次元配列の形の迷路ができました。 しかし、私たちのゲームは3次元であり、3次元空間でこの迷路をどうにかして作成する必要があります。 最も明白で間違ったオプションは、配列の各要素（キューブまたはプレーン）にゲームオブジェクトを作成することです。 このアプローチの欠点は、これらの各オブジェクトがイベント処理システムに統合されるという事実です。イベント処理システムは、1つのCPUストリームで既に動作し、大幅にブレーキをかけます。 私のコンピューターに多数の部屋があるスクリーンショットのシーンは非常に遅れています。 このアプローチは、ビデオカードにドローコールをロードするように見えるかもしれません-しかし、いや、Unityは同じ素材のさまざまなオブジェクトで完璧に動作します。 それでも、これはやる価値がありません。

正しいアプローチは、レベルタイルの2次元配列に基づいたメッシュで1つのオブジェクトを作成することです。 アルゴリズムは簡単です。タイルごとに、レンダリング用の2つのジオメトリ三角形、コライダー用の2つのジオメトリ三角形を描画し、ポイントのテクスチャ座標を設定します。 微妙な点が1つあります。

 public void GenerateMesh(Map.Tile [,] m_data, Map.Tile type, float height = 0.0f, float scale = 1.0f) { mesh = GetComponent<MeshFilter> ().mesh; collider = GetComponent<MeshCollider>(); squareCount = 0; int m_width = m_data.GetLength(0); int m_height = m_data.GetLength(1); for (int x = 0; x < m_width; x++) for (int y = 0; y < m_height; y++) { if (m_data[x,y] == type) { newVertices.Add( new Vector3 (x*scale - 0.5f*scale , height , y*scale - 0.5f*scale )); newVertices.Add( new Vector3 (x*scale + 0.5f*scale , height , y*scale - 0.5f*scale)); newVertices.Add( new Vector3 (x*scale + 0.5f*scale , height, y*scale + 0.5f*scale)); newVertices.Add( new Vector3 (x*scale - 0.5f*scale , height, y*scale + 0.5f*scale)); newTriangles.Add(squareCount*4); newTriangles.Add((squareCount*4)+3); newTriangles.Add((squareCount*4)+1); newTriangles.Add((squareCount*4)+1); newTriangles.Add((squareCount*4)+3); newTriangles.Add((squareCount*4)+2); int tileIndex = 0; const int numTiles = 4; tileIndex = Mathf.RoundToInt(Mathf.Sqrt(Random.Range(0, numTiles * numTiles)*1.0f)); int squareSize = Mathf.FloorToInt(Mathf.Sqrt(numTiles)); newUV.Add(new Vector2((tileIndex % squareSize)/squareSize, (tileIndex/squareSize)/squareSize)); newUV.Add(new Vector2(((tileIndex + 1) % squareSize)/squareSize, (tileIndex/squareSize)/squareSize)); newUV.Add(new Vector2(((tileIndex + 1) % squareSize)/ squareSize, (tileIndex / squareSize + 1)/squareSize)); newUV.Add(new Vector2((tileIndex % squareSize)/squareSize, (tileIndex/squareSize + 1)/squareSize)); squareCount++; } } mesh.Clear (); mesh.vertices = newVertices.ToArray(); mesh.triangles = newTriangles.ToArray(); mesh.uv = newUV.ToArray(); mesh.Optimize (); mesh.RecalculateNormals (); Mesh phMesh = mesh; phMesh.RecalculateBounds(); collider.sharedMesh = phMesh; squareCount=0; newVertices.Clear(); newTriangles.Clear(); newUV.Clear(); } 

床のテクスチャには、4つの異なるタイルのアルタを使用します。



そして、そのような分布は、一部のタイルがより多く、他のタイルがより少ない場合により自然に見えることに気付きました。 実際、平均して、床の2平方メートルごとに魚の骨格が1つだけ散在するようなサブダンジョンはありません。
このような不均一な分布を作成するには、次の行を使用します。

 tileIndex = Mathf.RoundToInt(Mathf.Sqrt(Random.Range(0, numTiles * numTiles)*1.0f)); 

それはタイルの数に根本的な依存を提供します。

次に、選択したタイルのテクスチャ座標がテクスチャ座標のリストに設定されます。 このコードブロックは、タイルの数が2の累乗に等しいタイルセットで機能します。

結果はKDPVで見ることができます-タイルにはまだジョイントがあり、そのうち4つしかないにもかかわらず、非常に自然かつ自然です。

この段階では、レベルのジオメトリはありますが、敵、パワーアップ、カットシーン、その他のゲームロジックを必要に応じて追加して、「復活」する必要があります。

これを行うには、レベルを担当するシングルトンマネージャーを作成します。 「適切な」シングルトンを作成できますが、ゲームプレイが直接行われるシーンにオブジェクトマネージャーオブジェクトを追加し、マネージャーフィールドをグローバルにしました。 このような解決策は学問的に間違っている可能性があります（そしてヒンドゥー教のシングルトンと呼ばれます）が、その助けを借りて、Unityにマネージャーのフィールドをシリアル化し、オブジェクトインスペクターがリアルタイムで編集できるようにしました。 これは、コードのレベルaの設定を変更するよりもはるかに便利で高速です。プレーヤーの電源を切らずにバランスをデバッグできます。 非常に便利な機能です。たとえば、ダイアログを担当するクラスのオブジェクトを作成するために、複数回使用しました。



ゲームレベルのセットは、各レベルを説明するオブジェクトの配列です。 レベルを説明するクラスは次のとおりです。



レベルの作成は次のとおりです：レベルマネージャーはAwake（）メッセージを受信し、グローバル変数の値を読み込みます-ロードされるレベルの数（最初はゼロで、主人公が迷路の奥深くに移動するにつれて増加します）、レベルタイプのオブジェクトの配列から目的のレベルを選択します。 次に、レベルが手続き的に生成される（生成される== true）場合、迷路の構築と装飾が開始されます。 ラビリンスの構築は以前に検討され、デコレーションはデコレーションおよびdecorationsSizeの実行により発生します。 最初のデリゲートでは、引数をとらない手順を追加します。たとえば、階段のレベルに追加します。2番目の引数では、たとえば、レベルにパワーアップを追加します（迷路の平方メートルあたりのパワーアップの密度を維持するために、ボーナスの数は比例する必要があります迷路の線形サイズの2乗）または敵。

次の関数は、敵のprafabとこの敵の重量という2つのフィールドの構造の配列を使用して、敵を配置します。 たとえば、配列が次の場合：

{{Mob1, 5.0f}, {Mob2, 1.0f}}

MobタイプMob1は、Mob2の5倍の確率で出現します。 モブのタイプの数は任意です。
この機能を使用すると、特定の確率でランダムに同じアーティファクトをチェスト、未知のポーションの効果などに配置できます！



次に、生成されたものとハードセットについては、プレハブレベルをインスタンス化します（存在する場合）。 ハードセットレベルの場合、これは、ジオメトリと文字を含むレベル自体です。 生成されたものについては、ダイアログまたはカットシーンになります。

キャラクター。 スクリプト。 相互作用

Unity3DはC＃を使用するという事実にもかかわらず、通常のOOPではなく、オブジェクト、コンポーネント、イベントに基づく独自のパターンで動作するはずです。

Unityを実行したことがある場合は、これらのエンティティを理解する必要があります。ゲームオブジェクトにはいくつかのコンポーネントがあり、コンポーネントはオブジェクトの特定の機能を担当します。 メッセージ（Awake（）、Start（）、Update（）などのユーザーまたはサービス）がゲームオブジェクトに送信され、各コンポーネントに到達します。各コンポーネントは適切と思われるように処理します。 Unityに馴染みのあるパターンは、これから生まれます。たとえば、図のように、継承の代わりに、コンポーネントの構成を使用する価値があります。



特性名と呼ばれる特定のタスクを実行するコンポーネントを持つ「Mob」タイプのオブジェクトがあります。 EnemyScriptコンポーネントはAIを担当し、Shoot（Vector3ターゲット）メッセージをゲームオブジェクトに送信して撮影し、MoveTo（Vector3ターゲット）メッセージをこのポイントに送信します。

ShooterScriptコンポーネントは「Shoot」メッセージを受信して​​起動し、MoveScriptはMoveToメッセージを受信します。 ここで、これに似たMobを作成したいとしますが、動作のロジックAIを変更します。 これを行うには、次のように、コンポーネントをAIスクリプトのほかの何かと単純に置き換えることができます。



C ++の通常のOOPでは、次のようになります（Unityでは、これを行うべきではありません）：

 class FooEnemy : public ShooterScript, public MoveScript, public MonoBehaviour { void Update() { MoveScript::Update(); ShooterScript::Update(); Shoot({ 0.0f, 0.0f, 0.0f}); MoveTo({ 0.0f, 0.0f, 0.0f}); } }; class BarEnemy : public ShooterScript, public MoveScript, public MonoBehaviour { void Update() { MoveScript::Update(); ShooterScript::Update(); Shoot{ 1.0f, 1.0f, 1.0f}); MoveTo({ 1.0f, 1.0f, 1.0f}); } }; 

Unityでは、非常にユーザーフレンドリーでマウス指向です。私の意見では、敵の多様性は「プログラマー」の部分よりもゲームの内容のほうが多いからです。

異なるオブジェクト間の通信も同様の方法で発生します。弾丸オブジェクトが衝突オーバーヘッドメッセージを処理すると、衝突したオブジェクトに「ダメージ（フロート）」メッセージを送信します。 次に、「Damage Receiver」コンポーネントはこのメッセージを受信し、ヒットポイントの数を減らします。ヒットポイントがゼロ未満の場合、メッセージ「OnDeath（）」を送信します。

したがって、さまざまな行動をとる複数のプレハブの相手を獲得できます。

ライフバー

このプロジェクトでは、初心者デベロッパーのために多くの興味深い非自明なトリックを使用しています。記事内のすべてを検討することは不可能であるため、この記事ではライフバーの簡単な実装を検討します。



すべてのゲームには、HPを圧倒する必要がある対戦相手がいます。ほとんどすべてのゲームには、対戦相手からHPを奪うためにエネルギーやマナを使うヒーローがいます。 私のソリューションでは、目的のストリップを表示するクワッドを持つ子ゲームオブジェクト（たとえば、Healthbarと呼ばれる）が必要です。 このオブジェクトには、プレビューで見ることができるマテリアル（左側が緑色で右側が赤色の正方形）と共にインストールされたMeshRendererコンポーネントが必要です。
また、着想を正しく表示するには、ライフバーのテクスチャにポイント（POINT）フィルタリングが必要です。



アイデアは次のとおりです。水平軸のタイルを0.5に設定すると、四角形は画像の半分を表示します。 同じ軸のオフセットが0に設定されている場合、正方形の左半分（緑色）が表示され、1が右半分の場合、中間値では、ライフバーはライフバーの動作と同じように動作します。 私の場合、ライフバーのテクスチャは2つのピクセルで構成されていますが、このメントードを使用すると、美しい手作りのライフバーを表示できます。

ライフバーのステータスを更新する必要がある場合に、損傷の処理と表示を行うコンポーネントは、次のコードを実行します。



マナを表示する方法は「スマート」です。これは、垂直軸に沿って移動することでも動作するためです。この場合、4ピクセルのテクスチャが使用されます。上部はアクティブストリップに対応し、下部はパッシブです（たとえば、リロード中、武器の過熱または魔術師の過労） 。

まとめ

残念ながら、私は参加者リストの中央で恥ずべき場所を取って、競争に負けました。

私の意見では、エラーはこれです。ごくわずかなコンテンツです。 真空の球形スケーラビリティの設計に多くの時間を費やしていたので、競争の最後から2番目の日に、ゲームにコンテンツがまったくないことに気付きました。 レベル、プロット、スプライト、敵、ボーナスなど。 ゲームの主人公として、笑いのためにプレースホルダーを挿入します。 その結果、ゲームは10分間、さまざまな敵とゲームの開発の可能性を持ちながらも、歴史もグラフィックもなく、おもしろくて元気なゲームプレイになりました。 空のスペースに四角いプラットフォームが吊り下げられたゼロレベルは、プレイヤーにゲームが未加工で未完成であることを即座に知らせます。 これは、競争で必要とされたものではありませんでした。 審査員は、ゲームをプレイするのではなく、ストーリーを読み、ピクセルアートを調べ、音楽を聴くことを望んでいました。

Unity3dは資産に関するものです。 もちろん、私は自転車の開発にもっと興味がありました。私はそれをしました-単一の資産を使用せず、スクリプトとリソースはすべて私のものでした。 ただし、作業が結果ではなく、利益に向けられている場合は、これを行う必要はありません。

一般的に、敗北は私の情熱的なプッシュにいくらか影響を与えました。 少しリラックスしてから、プロジェクトを新しい外観で見る必要があります。プロジェクトの熱意と展望が見つかれば、多分それを完成させて、緑の光に照らすでしょう。 そうでなければ、ソースをオープンアクセスで投稿し、迷路の作成などの興味深いポイントをUnity Storeの有料アセットの形で作成します。

この記事が興味深く、有益であったことを願っています。

PS： このリンクからダウンロードすることで、ゲームに慣れることができます。
または、 ここのYandexブラウザで 。