Sådan laver du en FPS med AI Support i Unity

First-person shooter (FPS) er en undergenre af skydespil, hvor spilleren styres fra et førstepersonsperspektiv.

For at lave et FPS-spil i Unity skal vi bruge en spillercontroller, en række genstande (våben i dette tilfælde) og fjenderne.

Trin 1: Opret afspillercontrolleren

Her vil vi oprette en controller, som vil blive brugt af vores spiller.

• Opret et nyt spilobjekt (Spilobjekt -> Opret tomt) og navngiv det "Player"
• Opret en ny kapsel (spilobjekt -> 3D-objekt -> kapsel) og flyt den ind i "Player"-objektet
• Fjern Capsule Collider-komponenten fra Capsule og skift dens position til (0, 1, 0)
• Flyt hovedkameraet inde i "Player"-objektet og skift dets position til (0, 1.64, 0)
• Opret et nyt script, navngiv det "SC_CharacterController" og indsæt 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);
        }
    }
}

• Vedhæft SC_CharacterController-script til "Player"-objektet (Du vil bemærke, at det også tilføjede en anden komponent kaldet Character Controller, og ændrede dens midterværdi til (0, 1, 0))
• Tildel hovedkameraet til Player Camera-variablen i SC_CharacterController

Player-controlleren er nu klar:

Trin 2: Opret våbensystemet

Spillerens våbensystem vil bestå af 3 komponenter: en våbenmanager, et våbenscript og et Bullet-script.

• Opret et nyt script, navngiv det "SC_WeaponManager" og indsæt 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;
        }
    }
}

• Opret et nyt script, navngiv det "SC_Weapon" og indsæt 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);
    }
}

• Opret et nyt script, navngiv det "SC_Bullet" og indsæt 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;
    }
}

Nu vil du bemærke, at SC_Bullet-scriptet har nogle fejl. Det er fordi vi har en sidste ting at gøre, som er at definere IEntity-grænsefladen.

Interfaces i C# er nyttige, når du skal sikre dig, at scriptet, der bruger det, har visse metoder implementeret.

IEntity-grænsefladen vil have en metode, som er ApplyDamage, som senere vil blive brugt til at påføre fjender og vores spiller skade.

• Opret et nyt script, navngiv det "SC_InterfaceManager" og indsæt koden nedenfor i det:

SC_InterfaceManager.cs

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

Opsætning af en Weapon Manager

En våbenmanager er et objekt, der vil ligge under hovedkameraobjektet og vil indeholde alle våbnene.

• Opret et nyt GameObject og navngiv det "WeaponManager"
• Flyt WeaponManager ind i spillerens hovedkamera og skift dens position til (0, 0, 0)
• Vedhæft SC_WeaponManager-script til "WeaponManager"
• Tildel hovedkameraet til Player Camera-variablen i SC_WeaponManager

Opsætning af en riffel

• Træk og slip din pistolmodel ind i scenen (eller skab blot en terning og stræk den ud, hvis du ikke har en model endnu).
• Skaler modellen, så dens størrelse er i forhold til en spillerkapsel

I mit tilfælde vil jeg bruge en specialfremstillet riffelmodel (BERGARA BA13):

• Opret et nyt GameObject og navngiv det "Rifle" og flyt derefter riffelmodellen ind i det
• Flyt "Rifle"-objektet ind i "WeaponManager"-objektet og placer det foran kameraet på denne måde:

For at rette op på objektklipningen skal du blot ændre kameraets nærklippeplan til noget mindre (i mit tilfælde indstillede jeg det til 0,15):

Meget bedre.

• Vedhæft SC_Weapon script til et riffelobjekt (Du vil bemærke, at det også tilføjede en lydkildekomponent, dette er nødvendigt for at afspille ilden og genindlæse lyd).

Som du kan se, har SC_Weapon 4 variabler at tildele. Du kan tildele Fire audio og Genindlæs lydvariabler med det samme, hvis du har passende lydklip i dit projekt.

Bullet Prefab-variablen vil blive forklaret senere i denne øvelse.

For nu vil vi blot tildele Fire point-variablen:

• Opret et nyt GameObject, omdøb det til "FirePoint" og flyt det ind i Rifle Object. Placer den lige foran tønden eller lidt inde, sådan her:

• Tildel FirePoint Transform til en Fire point-variabel ved SC_Weapon
• Tildel rifle til en sekundær våbenvariabel i SC_WeaponManager-script

Opsætning af en maskinpistol

• Dupliker riffelobjektet og omdøb det til Submachinegun
• Udskift pistolmodellen inde i den med en anden model (i mit tilfælde vil jeg bruge den specialfremstillede model af TAVOR X95)

• Flyt Fire Point-transformationen, indtil den passer til den nye model

• Tildel Submachinegun til en primær våbenvariabel i SC_WeaponManager-scriptet

Opsætning af en Bullet Prefab

Bullet prefab vil blive affødt i henhold til et våbens skudhastighed og vil bruge Raycast til at opdage, om det rammer noget og påfører skade.

• Opret et nyt GameObject og navngiv det "Bullet"
• Tilføj Trail Renderer-komponenten til den, og skift dens tidsvariabel til 0.1.
• Indstil Width-kurven til en lavere værdi (f.eks. Start 0,1 slut 0) for at tilføje et spor med et spidst udseende
• Opret nyt materiale og navngiv det bullet_trail_material og skift dets Shader til Partikler/Additiv
• Tildel et nyoprettet materiale til en Trail Renderer
• Skift farven på Trail Renderer til noget andet (f.eks. Start: Bright Orange End: Darker Orange)

• Gem kugleobjektet til Prefab og slet det fra scenen.
• Tildel en nyoprettet Prefab (træk og slip fra projektvisningen) til Rifle and Submachinegun Bullet Prefab variabel

Maskinpistol:

Riffel:

Våbnene er nu klar.

Trin 3: Opret enemy AI

Fjenderne vil være simple terninger, der følger spilleren og angriber, når de er tæt nok på. De vil angribe i bølger, hvor hver bølge har flere fjender at eliminere.

Opsætning af Enemy AI

Nedenfor har jeg lavet 2 variationer af terningen (den venstre er for den levende instans, og den højre vil blive affødt, når fjenden er dræbt):

• Tilføj en Rigidbody-komponent til både døde og levende forekomster
• Gem den døde instans til Prefab og slet den fra scenen.

Nu skal den levende instans have et par komponenter mere for at kunne navigere i spilniveauet og påføre spilleren skade.

• Opret et nyt script og navngiv det "SC_NPCEnemy" og indsæt derefter 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);
        }
    }
}

• Opret et nyt script, navngiv det "SC_EnemySpawner" og indsæt derefter 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++;
        }
    }
}

• Opret et nyt script, navngiv det "SC_DamageReceiver" og indsæt derefter 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;
        }
    }
}

• Vedhæft SC_NPCEnemy-script til levende fjendeinstans (Du vil bemærke, at det tilføjede en anden komponent kaldet NavMesh Agent, som er nødvendig for at navigere i NavMesh)
• Tildel den nyligt oprettede dead instans prefab til variablen Npc Dead Prefab
• For Fire Point skal du oprette et nyt GameObject, flytte det ind i den levende fjendeinstans og placere det lidt foran forekomsten, derefter tildele det til Fire Point-variablen:

• Til sidst, Gem den levende forekomst til Prefab og slet den fra Scene.

Opsætning af Enemy Spawner

Lad os nu gå til SC_EnemySpawner. Dette script vil afføde fjender i bølger og vil også vise nogle UI-oplysninger på skærmen, såsom Player HP, nuværende ammunition, hvor mange fjender der er tilbage i en aktuel bølge osv.

• Opret et nyt GameObject og navngiv det "_EnemySpawner"
• Vedhæft SC_EnemySpawner-scriptet til det
• Tildel den nyoprettede fjende AI til variablen Enemy Prefab
• Tildel teksturen nedenfor til Crosshair Texture-variablen

• Opret et par nye GameObjects og placer dem rundt om scenen, og tildel dem derefter til Spawn Points-arrayet

Du vil bemærke, at der er en sidste variabel tilbage at tildele, som er Player-variablen.

• Vedhæft SC_DamageReceiver-script til en afspillerinstans
• Skift Player-forekomsttagget til "Player"
• Tildel Player Controller og Weapon Manager variabler i SC_DamageReceiver

• Tildel Player-instans til en Player-variabel i SC_EnemySpawner

Og til sidst skal vi bage NavMesh i vores scene, så fjendens AI vil være i stand til at navigere.

Glem heller ikke at markere hvert statisk objekt i scenen som navigationsstatisk, før du bager NavMesh:

• Gå til vinduet NavMesh (vindue -> AI -> Navigation), klik på fanen Bag og klik derefter på knappen Bag. Efter at NavMesh er bagt skulle det se sådan ud:

Nu er det tid til at trykke på Afspil og teste det:

Alt fungerer som forventet!