Hvordan lage en FPS med AI-støtten i Unity

Førstepersonsskytespill (FPS) er en undersjanger av skytespill hvor spilleren styres fra et førstepersonsperspektiv.

For å lage et FPS-spill i Unity trenger vi en spillerkontroller, en rekke gjenstander (våpen i dette tilfellet) og fiendene.

Trinn 1: Lag spillerkontrolleren

Her skal vi lage en kontroller som skal brukes av spilleren vår.

• Opprett et nytt spillobjekt (Spillobjekt -> Lag tomt) og navngi det "Player"
• Lag en ny kapsel (spillobjekt -> 3D-objekt -> kapsel) og flytt den inn i "Player"-objektet
• Fjern Capsule Collider-komponenten fra Capsule og endre dens posisjon til (0, 1, 0)
• Flytt hovedkameraet inne i "Player"-objektet og endre dets posisjon til (0, 1.64, 0)
• Lag et nytt skript, navngi det "SC_CharacterController" og lim inn koden nedenfor i det:

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);
        }
    }
}

• Fest SC_CharacterController-skriptet til "Player"-objektet (Du vil legge merke til at det også la til en annen komponent kalt Character Controller, og endrer senterverdien til (0, 1, 0))
• Tilordne hovedkameraet til Player Camera-variabelen i SC_CharacterController

Spillerkontrolleren er nå klar:

Trinn 2: Lag våpensystemet

Spillerens våpensystem vil bestå av 3 komponenter: en våpenmanager, et våpenskript og et Bullet-skript.

• Lag et nytt skript, navngi det "SC_WeaponManager" og lim inn koden nedenfor i det:

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;
        }
    }
}

• Lag et nytt skript, navngi det "SC_Weapon" og lim inn koden nedenfor i det:

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);
    }
}

• Lag et nytt skript, navngi det "SC_Bullet" og lim inn koden nedenfor i det:

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;
    }
}

Nå vil du legge merke til at SC_Bullet-skriptet har noen feil. Det er fordi vi har en siste ting å gjøre, som er å definere IEntity-grensesnittet.

Grensesnitt i C# er nyttige når du må forsikre deg om at skriptet som bruker det, har visse metoder implementert.

IEntity-grensesnittet vil ha en metode som er ApplyDamage, som senere vil bli brukt til å påføre skade på fiender og spilleren vår.

• Lag et nytt skript, navngi det "SC_InterfaceManager" og lim inn koden nedenfor i det:

SC_InterfaceManager.cs

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

Sette opp en Weapon Manager

En våpenbehandler er et objekt som vil ligge under hovedkameraobjektet og vil inneholde alle våpnene.

• Opprett et nytt GameObject og navngi det "WeaponManager"
• Flytt WeaponManager inne i spillerens hovedkamera og endre posisjonen til (0, 0, 0)
• Legg ved SC_WeaponManager-skript til "WeaponManager"
• Tilordne hovedkameraet til Player Camera-variabelen i SC_WeaponManager

Sette opp en rifle

• Dra og slipp våpenmodellen din inn i scenen (eller bare lag en kube og strekk den hvis du ikke har en modell ennå).
• Skaler modellen slik at størrelsen er i forhold til en spillerkapsel

I mitt tilfelle vil jeg bruke en spesiallaget Rifle-modell (BERGARA BA13):

• Lag et nytt GameObject og navngi det "Rifle" og flytt riflemodellen inn i det
• Flytt "Rifle"-objektet inne i "WeaponManager"-objektet og plasser det foran kameraet slik:

For å fikse objektklippingen, endre ganske enkelt kameraets nærklippingsplan til noe mindre (i mitt tilfelle satte jeg det til 0,15):

Mye bedre.

• Fest SC_Weapon-skript til et rifleobjekt (Du vil legge merke til at det også har lagt til en lydkildekomponent, dette er nødvendig for å spille av ilden og laste inn lydene på nytt).

Som du kan se, har SC_Weapon 4 variabler å tildele. Du kan tilordne Fire-lyd- og Reload-lydvariabler med en gang hvis du har passende lydklipp i prosjektet ditt.

Bullet Prefab-variabelen vil bli forklart senere i denne opplæringen.

Foreløpig vil vi bare tildele Fire point-variabelen:

• Lag et nytt GameObject, gi det nytt navn til "FirePoint" og flytt det inn i Rifle Object. Plasser den rett foran tønnen eller litt inni, slik:

• Tilordne FirePoint Transform til en Fire Point-variabel ved SC_Weapon
• Tilordne rifle til en sekundær våpenvariabel i SC_WeaponManager-skriptet

Sette opp en maskinpistol

• Dupliser rifleobjektet og gi det nytt navn til Submachinegun
• Bytt ut pistolmodellen inne i den med en annen modell (i mitt tilfelle vil jeg bruke den skreddersydde modellen av TAVOR X95)

• Flytt Fire Point-transformasjonen til den passer til den nye modellen

• Tilordne Submachinegun til en primær våpenvariabel i SC_WeaponManager-skriptet

Sette opp en Bullet Prefab

Prefabrikert kule vil bli skapt i henhold til et våpens skytehastighet og vil bruke Raycast til å oppdage om det treffer noe og påfører skade.

• Opprett et nytt GameObject og navngi det "Bullet"
• Legg til Trail Renderer-komponenten og endre tidsvariabelen til 0.1.
• Sett breddekurven til en lavere verdi (f.eks. Start 0.1 slutt 0), for å legge til en sti som ser spiss ut
• Lag nytt materiale og gi det navnet bullet_trail_material og endre Shader til Partikler/Additiv
• Tilordne et nyopprettet materiale til en Trail Renderer
• Endre fargen på Trail Renderer til noe annet (f.eks. Start: Bright Orange End: Darker Orange)

• Lagre kuleobjektet til Prefab og slett det fra scenen.
• Tilordne en nyopprettet Prefab (dra og slipp fra prosjektvisningen) til Rifle and Submachinegun Bullet Prefab variabel

Maskinpistol:

Rifle:

Våpnene er nå klare.

Trinn 3: Lag enemy AI

Fiendene vil være enkle kuber som følger spilleren og angriper når de er nærme nok. De vil angripe i bølger, og hver bølge har flere fiender å eliminere.

Sette opp Enemy AI

Nedenfor har jeg laget 2 varianter av kuben (den venstre er for den levende forekomsten og den høyre vil bli skapt når fienden er drept):

• Legg til en Rigidbody-komponent til både døde og levende forekomster
• Lagre den døde forekomsten til Prefab og slett den fra scenen.

Nå vil den levende forekomsten trenge et par komponenter til for å kunne navigere på spillnivået og påføre spilleren skade.

• Opprett et nytt skript og navngi det "SC_NPCEnemy" og lim inn koden nedenfor i det:

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);
        }
    }
}

• Opprett et nytt skript, navngi det "SC_EnemySpawner" og lim inn koden nedenfor i det:

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++;
        }
    }
}

• Lag et nytt skript, navngi det "SC_DamageReceiver" og lim inn koden nedenfor i det:

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;
        }
    }
}

• Legg ved SC_NPCEnemy-skript til en levende fiendeforekomst (Du vil legge merke til at det ble lagt til en annen komponent kalt NavMesh Agent, som er nødvendig for å navigere i NavMesh)
• Tilordne den nylig opprettede prefab-forekomsten til Npc Dead Prefab-variabelen
• For Fire Point, lag et nytt GameObject, flytt det inn i den levende fiendeforekomsten og plasser det litt foran forekomsten, og tilordne det til Fire Point-variabelen:

• Til slutt, Lagre den levende forekomsten til Prefab og slett den fra Scene.

Sette opp Enemy Spawner

La oss nå gå til SC_EnemySpawner. Dette skriptet vil skape fiender i bølger og vil også vise noe brukergrensesnittinformasjon på skjermen, for eksempel spiller HP, gjeldende ammunisjon, hvor mange fiender som er igjen i en gjeldende bølge, etc.

• Opprett et nytt GameObject og navngi det "_EnemySpawner"
• Fest SC_EnemySpawner-skriptet til det
• Tilordne den nyopprettede fiendens AI til Enemy Prefab-variabelen
• Tilordne teksturen nedenfor til Crosshair Texture-variabelen

• Lag et par nye GameObjects og plasser dem rundt scenen og tilordne dem deretter til Spawn Points-arrayen

Du vil legge merke til at det er en siste variabel igjen å tildele, som er Player-variabelen.

• Fest SC_DamageReceiver-skript til en spillerforekomst
• Endre Player-forekomsttaggen til "Player"
• Tilordne spillerkontroller- og våpenbehandlervariabler i SC_DamageReceiver

• Tilordne spillerforekomst til en spillervariabel i SC_EnemySpawner

Og til slutt, vi må bake NavMesh i scenen vår, slik at fiendens AI vil være i stand til å navigere.

Ikke glem å merke alle statiske objekter i scenen som navigasjonsstatiske før du baker NavMesh:

• Gå til NavMesh-vinduet (Vindu -> AI -> Navigasjon), klikk på Bake-fanen og klikk deretter på Bake-knappen. Etter at NavMesh er bakt skal det se omtrent slik ut:

Nå er det på tide å trykke på Play og teste det:

Alt fungerer som forventet!