在 Unity 中，NavMesh（Navigation Mesh） 是一项强大的导航系统，它用于实现智能体（如 NPC 或敌人）在游戏世界中的自动移动。通过 NavMesh，开发者可以为游戏中的角色创建路径规划系统，使它们能够在复杂的环境中找到最短路径并避开障碍物。NavMesh 是 Unity 内置的物理系统之一，它可以大大简化游戏中角色的移动和寻路系统。本文将详细分析如何使用 Unity 的 NavMesh 系统，并介绍一些常见的应用场景和技巧。
1. 什么是 Unity NavMesh？
NavMesh（导航网格） 是一个由多个三角形网格组成的表面，它描述了游戏世界中所有可行走的区域。通过在场景中生成一个 NavMesh，Unity 可以计算出角色从一个位置移动到另一个位置的路径，避开障碍物并遵循场景的地形。
NavMesh 的工作原理类似于一个地图，指示哪些区域是可行走的，哪些区域是不可达的。基于该网格，游戏角色可以进行路径寻找（pathfinding），并通过计算出最短路径来自动移动。
1.1 NavMesh 的核心概念
- NavMesh 代理（NavMesh Agent）：这是附加到游戏对象上的组件，负责在 NavMesh 上进行导航。它可以根据给定的目标计算路径，并沿着这条路径自动移动。
- NavMesh 烘焙（Baking）：这是将场景中的可行走区域转化为 NavMesh 的过程。通过烘焙，NavMesh 会生成一个表示可行走区域的网格。
- 障碍物（Obstacles）：障碍物通常由 NavMesh Obstacles 组件表示，这些组件阻止角色通过某些区域。
2. 如何使用 NavMesh
2.1 设置场景中的 NavMesh
在 Unity 中使用 NavMesh 之前，首先需要为场景中的地面或可行走区域生成 NavMesh。以下是生成 NavMesh 的基本步骤：
步骤 1：添加 NavMesh 地面
- 创建一个地面（例如，使用一个简单的 Plane 或 Terrain）。
- 在地面对象上添加一个 NavMesh Surface 组件。这个组件用于指定哪些区域应该被用作可行走的区域。
步骤 2：烘焙 NavMesh
- 在 Unity 编辑器中，选择 Window > AI > Navigation 打开导航面板。
- 在 Navigation 面板的 Bake 标签页下，点击 Bake 按钮。此时，NavMesh 将被计算并应用到场景中。
2.2 添加 NavMesh Agent
为了让角色在 NavMesh 上移动，我们需要给角色添加 NavMesh Agent 组件。
- 选择要控制的角色对象（例如一个 NPC）。
- 在角色对象上添加 NavMesh Agent 组件。
- 设置 NavMesh Agent 组件的属性，例如速度、加速度和转向角度，以控制角色的运动方式。
2.3 设置目标并移动角色
接下来，我们可以通过脚本控制 NavMesh Agent 移动角色。以下是一个简单的示例代码，通过点击场景中的某个点，NPC 将自动向该点移动。
using UnityEngine;
using UnityEngine.AI;
public class AgentMove : MonoBehaviour
{
public Camera mainCamera;
private NavMeshAgent agent;
void Start()
{
agent = GetComponent<NavMeshAgent>();
}
void Update()
{
// 鼠标点击事件，获取点击位置并设置为目标
if (Input.GetMouseButtonDown(0))
{
Ray ray = mainCamera.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
RaycastHit hit;
if (Physics.Raycast(ray, out hit))
{
// 设置目标位置
agent.SetDestination(hit.point);
}
}
}
}
在这个示例中，角色会根据鼠标点击的位置自动移动。通过 NavMeshAgent.SetDestination 方法，我们可以让角色沿着计算出的路径前进。
3. 进阶应用
3.1 使用 NavMesh Obstacles
在一些场景中，可能会有动态障碍物（例如，移动的敌人或可破坏的物体），这些障碍物会影响角色的路径。Unity 提供了 NavMesh Obstacles 组件来处理这些动态障碍物。
步骤：
- 创建一个障碍物（例如一个立方体）。
- 给障碍物添加 NavMesh Obstacle 组件。
- 选择合适的类型：Carve 或 None。使用 Carve 模式会在烘焙的 NavMesh 中动态切除障碍物的区域。
- 将障碍物设置为动态移动或旋转。
3.2 处理动态场景中的 NavMesh 更新
如果场景中的环境是动态变化的（例如墙壁、障碍物等物体会移动或被摧毁），我们可以使用 NavMesh Surface 的 UpdateNavMesh 方法来更新 NavMesh。
using UnityEngine;
using UnityEngine.AI;
public class DynamicNavMesh : MonoBehaviour
{
public NavMeshSurface navMeshSurface;
void Update()
{
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.U)) // 按键更新 NavMesh
{
navMeshSurface.BuildNavMesh();
}
}
}
通过这种方式，开发者可以实时更新 NavMesh，以确保在动态场景中导航的准确性。
3.3 路径查找与避障
NavMesh 提供了强大的路径查找功能，但在复杂场景中，可能需要额外的避障功能。例如，当 NPC 遇到障碍物时，它们可能需要做出躲避或绕行的动作。这可以通过设置 NavMesh Agent 的属性来实现，例如 radius、avoidance priority 等。
NavMeshAgent agent = GetComponent<NavMeshAgent>();
agent.radius = 0.5f; // 设置避障半径
agent.avoidancePriority = 50; // 设置避障优先级
3.4 使用多个 NavMesh
对于复杂的场景，可能需要使用多个 NavMesh。例如，楼层之间的导航、楼梯或门等。Unity 支持多个 NavMesh 的合并，允许角色在多个网格之间导航。
- 在这种情况下，可以创建多个 NavMesh Surface 组件，并确保每个区域的设置正确。
- 通过调整 NavMesh Link，你可以让 NPC 在不同 NavMesh 之间进行平滑过渡。
4. 结论
Unity 的 NavMesh 系统为游戏中的自动路径查找和导航提供了强大的支持。通过简单的设置，开发者可以轻松实现角色在复杂场景中的导航，并支持动态障碍物、避障以及多层次路径规划。对于需要自动移动的角色，NavMesh 是一种非常高效且易于使用的解决方案。
- 烘焙 NavMesh：通过烘焙 NavMesh，可以为静态环境生成可行走区域。
- NavMesh Agent：添加到角色上，让其在 NavMesh 上自动计算路径。
- 动态更新：支持动态障碍物和实时更新 NavMesh，以适应动态环境。
- 进阶控制：通过调整避障设置、路径查找和多个 NavMesh 的使用，可以让游戏中的导航系统更加灵活和精确。
通过合理运用 Unity 的 NavMesh 系统，开发者可以创建更加智能和动态的角色行为，提升游戏的互动性和流畅度。希望本文的介绍能够帮助你更好地掌握 Unity 中的 NavMesh 系统，为你的游戏开发提供支持。