跟诸子学游戏 群组算法

群组算法:表示一群动物的行为,需要设置一个目标点,主要有分离,队列,聚合3中状态;

分离:物体之间保持的距离较近,需要给其一个力进行移动;

队列:物体偏离目标点的航向,需要向目标点的航向进行移动,按照时长,方向逐渐靠拢;

聚合:当物体距离群组越来越远的时候,需要将超过一定距离范围的物体重新聚集在一起,这时候求目标点加上周围较近的物体的中心点,让物体朝向这个中心点聚合;

以鸟为例,让群鸟飞行,简单例子:

//在物体上面需要添加碰撞盒public class CrowAI : MonoBehaviour { //速度系数,默认系数为5 public float speed = 3; //每一帧的加速度向量,逐渐增长到当前计算的加速度向量,也即向前飞行的力 public Vector3 velocity = Vector3.forward; //开始的速度向量,在start方法中,得到值,保持恒定 private Vector3 startVelocity; //类似头羊的效果,一群鸟需要有一个跟随一个点 public Transform target; /// /// 当前综合的力,没有力,表示不会受到影响

    /// public Vector3 sumForce = Vector3.zero;    //当前的质量,利用 F=ma 力等于 质量乘以加速度 来求出加速度    public float m = 1;    //分离的距离,当2只鸟距离有这么近时,鸟将会分离    public float separationDistance = 3;    //需要分离的邻居    public ListseprationNeighbors = new List();    //当分离的力较小时,此权重即可变大,增加分离的力    public float separationWeight = 1;    //分离的力    public Vector3 separationForce = Vector3.zero;    //队列的距离,当2只鸟距离的方向大于6时,需要将其转向    public float alignmentDistance = 6;    //偏离队列的鸟的列表    public ListalignmentNeighbors = new List();    //当队列的力较小时,此权重即可变大,增加队列的力    public float alignmentWeight = 1;    //队列的力    public Vector3 alignmentForce = Vector3.zero;    //当聚集的力较小时,此权重即可变大,增加聚集的力    public float cohesionWeight = 1;    //聚集的力    public Vector3 cohesionForce = Vector3.zero;    //重复计算群组的力的时间间隔    public float checkInterval = 0.2f;    //动画播放参数    public float animRandomTime = 2f;    private Animation anim;    private void Start()    {        target = GameObject.Find("Target").transform;        startVelocity = velocity;        InvokeRepeating("CalcForce", 0, checkInterval);        //鸟的动画播放        anim = GetComponentInChildren();

        Invoke("PlayAnim", Random.Range(0, animRandomTime));

    }

    void PlayAnim()

    {

        anim.Play();

    }

    void CalcForce()

    {

        //当前综合的向前的力

        sumForce = Vector3.zero;

        separationForce = Vector3.zero;//分离的力

        alignmentForce = Vector3.zero;//队列的力

        cohesionForce = Vector3.zero;//聚合的力

        //分离的列表

        seprationNeighbors.Clear();

        //Physics.OverlapSphere 以transform.position,separationDistance为半径,得到周围的其他物体

        Collider[] colliders= Physics.OverlapSphere(transform.position, separationDistance);

        foreach(Collider c in colliders)

        {

            if (c != null && c.gameObject != this.gameObject)

            {//将其他物体添加进入需要分离的列表里面

                seprationNeighbors.Add(c.gameObject);

            }

        }

        //计算分离的力

        foreach(GameObject neighbor in seprationNeighbors)

        {//当前的鸟减去周围的鸟的向量,表示一个周围的鸟的相反的向量

            Vector3 dir = transform.position - neighbor.transform.position;

            //产生分离的力,是距离当前的鸟越近,力越大,距离当前的鸟越远,力越小

            separationForce += dir.normalized / dir.magnitude;

        }

        //如果当前分离的力比较小,可以将分离的力增加几倍,利用权重倍数

        if (seprationNeighbors.Count > 0)

        {//增加权重

            separationForce *= separationWeight;

            //总体的力添加分离的力

            sumForce += separationForce;

        }

        //计算队列的力

        alignmentNeighbors.Clear();

        colliders = Physics.OverlapSphere(transform.position, alignmentDistance);

        foreach(Collider c in colliders)

        {

            if (c != null && c.gameObject != this.gameObject)

            {

                alignmentNeighbors.Add(c.gameObject);

            }

        }

        Vector3 avgDir = Vector3.zero;

        foreach(GameObject n in alignmentNeighbors)

        {//计算当前的朝向,表示出来总体的朝向,也就是一群鸟中的各个鸟的向前朝向,组合而成当前的朝向

            avgDir += n.transform.forward;

        }

        if (alignmentNeighbors.Count > 0)

        {

            //一群鸟的平均朝向,即是当前的鸟需要前进的朝向,和当前的鸟的朝向不一直

            avgDir /= alignmentNeighbors.Count;

            //当前的鸟要向平均朝向扭转,计算公式为 平均朝向-当前的鸟朝向 即是当前的鸟需要扭转的方向

            alignmentForce = avgDir - transform.forward;

            //增加权重

            alignmentForce *= alignmentWeight;

            //总体的力添加队列的力

            sumForce += alignmentForce;

        }

        //聚集的力,当队列的列表中有对象,表示距离超过了6米,需要聚合

        if ( alignmentNeighbors.Count>0 )

        {

            Vector3 center = Vector3.zero;

            foreach (GameObject n in alignmentNeighbors)

            {

                //这个地方是求的所有偏离航向的鸟的中心点

                center += n.transform.position;

            }

            //得到这几个鸟的中心点

            center /= alignmentNeighbors.Count;

            //求出中心点与本物体的偏离的向量,也就是施加力的方向

            Vector3 dirToCenter = center - transform.position;

            cohesionForce += dirToCenter.normalized * velocity.magnitude;

            cohesionForce *= cohesionWeight;

            sumForce += alignmentForce;

        }

        //保持恒定飞行速度的力

        Vector3 engineForce = velocity.normalized * startVelocity.magnitude;

        sumForce += engineForce * 0.1f;

        //距离target距离较远,则让其朝向target进行扭转

        Vector3 targetDir = target.position - transform.position;

        sumForce += (targetDir.normalized - transform.forward) * speed ;

    }

// Update is called once per frame

void Update () {

        //求出加速度

        Vector3 a = sumForce / m;

        //求出当前的加速度向量,每一帧只产生一点影响,不会立即产生影响,逐渐增长到 a 的加速度向量

        velocity += a * Time.deltaTime;

        //当前鸟的转向,需要向当前加速度的方向扭转

        transform.rotation = Quaternion.Slerp(transform.rotation, Quaternion.LookRotation(velocity), Time.deltaTime*speed);

        //当前鸟在世界空间的移动

        transform.Translate(transform.forward * Time.deltaTime * velocity.magnitude , Space.World );

}

}

挂载物体上面的参数配置 效果1 效果2 效果3