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C#教程之使用Unity创建塔防游戏（Part2）
How to Create a Tower Defense Game in Unity – Part 2
原文地址：https://www.raywenderlich.com/107529/unity-tower-defense-tutorial-part-2
欢迎大家来查看，使用Unity创建塔防游戏（第二篇）。在第一篇的结尾，我们已经可以召唤和升级小怪兽，召唤一个敌人朝着饼干前进的敌人。
但是这个敌人没有方向感，让人感觉怪怪的。接下来，我们要做的是召唤一波一波的敌人，然后令小怪兽能够消灭它们，都是为了保护你那块美味的饼干。
准备工作
用Unity打开你之前完成的工程，但如果你没看过Part1，先下载starter project ，然后打开TowerDefense-Part2-Starter这个工程。打开Scenes文件夹下的GameScene。
让敌人有方向感
在Part1的结尾，我们可以令敌人沿着路线前进，但它们毫无方向感。
用VS打开脚本MoveEnemy.cs，添加下面的代码来解决这个问题。
private void RotateIntoMoveDirection()
{
// 1
Vector3 newStartPosition = waypoints[currentWaypoint].transform.position;
Vector3 newEndPosition = waypoints[currentWaypoint + 1].transform.position;
Vector3 newDirection = (newEndPosition - newStartPosition);
// 2
float x = newDirection.x;
float y = newDirection.y;
float rotationAngle = Mathf.Atan2(y, x) * 180 / Mathf.PI;
// 3
GameObject sprite = (GameObject)gameObject.transform.FindChild("Sprite").gameObject;
sprite.transform.rotation = Quaternion.AngleAxis(rotationAngle, Vector3.forward);
}
RotateIntoMoveDirection 这个方法是将场景中敌人对象的角度进行旋转，让敌人看起来有方向感。我们一步一步地来看：
- 计算出下一个路标与当前路标之间的向量之差，敌人会沿着这个向量前往下一个路标。
- 计算敌人要旋转的角度，即敌人当前的方向与newDirection之间的夹角的度数。调用Mathf.Atan2 来计算，参数为newDirection的X坐标和Y坐标，但返回的结果是以弧度为单位的。因此，我们需要将结果乘以 180 / Math.PI ，将弧度转化为角度。
- 最后，我们获取敌人对象的子对象——Sprite，令它围绕Z轴旋转的度数为rotationAngle。这里我们调用Quaternion.AngleAxis来完成旋转的工作，它的第一个参数就是我们之前计算出的角度。注意，为什么是将子对象旋转，而不是敌人对象？这是为了保证敌人的血条始终保持水平，接下来我们要为敌人添加血条了。
将Update() 中的注释 // TODO: Rotate into move direction 替换成调用我们刚写好的函数—— RotateIntoMoveDirection
RotateIntoMoveDirection();
保存好脚本，返回Unity，运行游戏，看敌人现在有方向感了。这样才算是朝着饼干前进。
才一个小兵？这怎行，要来就来一大群。在一般的塔防游戏中，都是每一波敌人都是一大群。
告知玩家——敌人来了
在一大群敌人出现之前，我们应该先告知玩家——敌人来了。同时，我们需要显示这是第几波敌人，在界面的右上角显示。
在脚本中，有不少需要用到波数的地方，我们先在GameManager的脚本组件GameManagerBehavior中添加有关波数的代码。
用VS打开GameManagerBehavior.cs，然后添加下面两个变量：
public Text waveLable;
public GameObject[] nextWaveLabels;
显示在屏幕右上角的波数会存储在waveLabel 这个变量中。 nextWaveLabels 这个数组保存了两个游戏对象。在一波新的敌人到来之前，它们会构成一个文字合并的动画，如下图所示：
保存好脚本，返回Unity。选中Hierarchy视图中的GameManager，在Inspector面板中，点击Wave Label右侧的小圆圈，然后从弹出的Text对话框中的Scene标签页下选择 WaveLabel 。
将NextWave Labels 的Size 设置为2。就像刚才设置WaveLabel那样，将Element0设置为NextWaveBottomLabel ，将Element1设置为NextWaveTopLabel。
这是设置好数据的结果。
当玩家输掉游戏的时候，它无法看到有关下一波敌人的信息。回到GameManagerBehavior.cs中，添加一个变量：
public bool gameOver = false;
gameOver这个变量表示玩家是否输掉了游戏。
同样的，我们也要为wave这个私有变量添加一个属性，让wave中的值与游戏当前波数保持一致，再向GameManagerBehavior.cs添加以下代码：
private int wave;
public int Wave
{
get { return wave; }
set {
wave = value;
if (!gameOver)
{
for (int i = 0; i < nextWaveLabels.Length; i++)
{
nextWaveLabels[i].GetComponent<Animator>().SetTrigger("nextWave");
}
}
waveLable.text = "WAVE: " + (wave + 1);
}
}
在上面的代码中，我们创建了一个私有变量，一个属性。这个属性的getter方法，我们已经习以为常了，但它的setter方法看起来有些棘手。
先是更新了wave的值。接下来，判断游戏是否未结束，如果是的话，遍历nextWaveLabels中元素，这些元素都带有一个Animator组件。调用SetTrigger来触发动画。
最后，我们设置waveLabel上的数值为 wave + 1。为什么呢？因为在程序中，变量的初始值可以是0，但是人们都是从1开始数数的。
在Start()方法中设置这个属性的值：
Wave = 0;
将Wave的初始值设置为1。
保存好脚本，返回Unity中，运行游戏。波数的确是从1开始的。
对于玩家而言，首先要解决的是第一波敌人。
逐个创建敌人
显然，我们现在要做的是创建一支敌军（由想吃掉你饼干的小虫子组成），但我们暂时无法做到。
此外，当玩家刚消灭一波敌人的时候，先不要创建下一波敌人，至少现在是这样。
于是，我们必须要知道游戏场景中是否还有敌人存在，我们为敌人对象添加Tags（标签）来区别于其他游戏对象。此外，在脚本中，可以通过标签名快速查找物体。
为敌人对象添加标签
在Project视图中，选中名为Enemy的prefab。在Inspector面板的顶部，点击Tag右边的下拉框，从弹出的对话框中选择Add Tag。
新建一个标签，命名为Enemy。
选中名为Enemy的prefab，在Inspector中将它的标签设置为我们刚才创建的标签——Enemy。
配置敌军的信息
现在，我们需要定义有关敌军的类和变量。用VS打开SpawnEnemy.cs，在SpawnEnemy的上方添加一个新的类，如下面代码所示：
[System.Serializable] public class Wave { public GameObject enemyPrefab; public float spawnInterval = 2; public int maxEnemies = 20; }
Wave这个类表示一支敌军，它有3个字段，enemyPrefab用于实例化敌人对象；每隔spawnInterval秒产生一个敌人，每波创建单个敌人的时间间隔可能是不同的；一波敌人的最大数量为maxEnemies。
这个类是序列化的，所以我们可以在Inspector面板中更改它的数据。
接下来为SpawnEnemy这个类添加下列变量：
public Wave[] waves;
public int timeBetweenWaves = 5;
private GameManagerBehavior gameManager;
private float lastSpawnTime;
private int enemiesSpawned = 0;
这几个变量都是与创建敌人有关的。我们将各个级别的敌军存储在waves这个数组里；enemiesSpawned记录了已产生的敌人的数量；lastSpawnTime记录了还是上一个敌人产生的时间；
玩家需要一些时间来消灭这些敌人，于是我们将timeBetweenWaves设置为5秒，即每隔5秒产生一波敌人。
将Start()方法中的代码替换为以下代码：
lastSpawnTime = Time.time;
gameManager = GameObject.Find("GameManager").GetComponent<GameManagerBehavior>();
我们将lastSpawnTime设置为当前时间，当场景加载完成后，Start()方法就会被执行。然后，我们获取了游戏对象GameManager的引用。
向Update()方法中添加下列代码：
// 1
int currentWave = gameManager.Wave;
if (currentWave < waves.Length)
{ // 2
float timeInterval = Time.time - lastSpawnTime;
float spawnInterval = waves[currentWave].spawnInterval;
if(((enemiesSpawned == 0 && timeInterval > timeBetweenWaves) ||
timeInterval > spawnInterval) &&
enemiesSpawned < waves[currentWave].maxEnemies)
{ // 3
lastSpawnTime = Time.time;
GameObject newEnemy = (GameObject)Instantiate(waves[currentWave].enemyPrefab);
enemiesSpawned++;
}
// 4
if (enemiesSpawned == waves[currentWave].maxEnemies &&
GameObject.FindGameObjectWithTag("Enemy") == null)
{
gameManager.Wave++;
gameManager.Gold = Mathf.RoundToInt(gameManager.Gold * 1.1f);
enemiesSpawned = 0;
lastSpawnTime = Time.time;
}
} // 5
else
{
gameManager.gameOver = true;
GameObject gameOverText = GameObject.FindGameObjectWithTag("GameWon");
gameOverText.GetComponent<Animator>().SetBool("gameOver", true);
}
让我们一步一步来理解这段代码：
- 获得当前波数，并判断是否未到最后一波。
- 如果是这样的话，先计算距离上一个敌人的创建过去了多少时间，并且判断是否到了创建下一个敌人的时间。这取决于两个条件：一、如果已创建的敌人数量为0，并且timeInterval大于timeBetweenWaves；二、判断timeInterval是否大于spawnInterval。无论如何，前提是这波敌人尚未被创建完毕。
- 假如符合2中的条件，就以enemyPrefab为拷贝，实例化一个敌人对象，赋予敌人对象有关路标的信息，并且将已创建的敌人数量加1。
- 若所有敌人都已被创建，但场景中找不到标签为Enemy的游戏对象，说明这波敌人都已玩家消灭。我们就要准备创建下一波敌人，并且给予玩家金币数量增加百分之十。
- 玩家消灭了最后一波敌人，播放游戏胜利的动画。
设置创建单个敌人的时间间隔
保存好脚本，返回Unity，选中Hierarchy视图中的Road对象，在Inspector面板中，将数组Waves的Size设置为4。
接下来，依次为数组的4个元素赋值。将名为Enemy的prefab赋值给Enemy Prefab，分别设置Spawn Interval和Max Enemies的值如下：
- Element 0: Spawn Interval: 2.5, Max Enemies: 5
- Element 1: Spawn Interval: 2, Max Enemies: 10
- Element 2: Spawn Interval: 2, Max Enemies: 15
- Element 3: Spawn Interval: 1, Max Enemies: 5
最终设置好的结果如下如图所示：
我们可以通过上面的设置达到平衡游戏的目的。运行游戏，哈哈！那些小虫子正朝着你的饼干前进！
可选项：添加不同种类的敌人
塔防游戏里的敌人一般都不止一种。在我们工程的Prefab文件夹中还包含着另一种敌人的prefab，Enemy2。
选中Prefab文件夹中的Enemy2，在Inspector面板中，为它添加一个脚本组件，我们选择已有的MoveEnemy这个脚本。将Speed的值设置为3，将它的标签设置为Enemy。我们用这种快速前进的小虫子，让玩家保持警觉。
更新玩家的血量——不要让我死的那么快
现在，即使一大群小虫子抵达了你那美味的饼干，你的血量都丝毫未损。于是，当有小虫子碰了你那块饼干的时候，你就要受伤了。
打开GameManagerBehavior.cs，添加下面两个变量。
public Text healthLabel;
public GameObject[] healthIndicator;
我们用healthLabel来显示玩家当前的血量，healthIndicator用于表示5只正在啃你饼干的小虫子，比起一个简单的数字或血条，用它们来表示玩家的血量会更有趣一些。
控制玩家的血量
接下来，为 GameManagerBehavior 添加一个属性，用来管理玩家的血量。
private int health;
public int Health
{
get { return health; }
set {
// 1
if (value < health) {
Camera.main.GetComponent<CameraShake>().Shake();
}
// 2
health = value;
healthLabel.text = "HEALTH: " + health;
// 3
if (health <= 0 && !gameOver)
{
gameOver = true;
GameObject gameOverText = GameObject.FindGameObjectWithTag("GameOver");
gameOverText.GetComponent<Animator>().SetBool("gameOver", true);
}
// 4
for (int i = 0; i < healthIndicator.Length; i++)
{
if (i < Health)
{
healthIndicator[i].SetActive(true);
}
else
{
healthIndicator[i].SetActive(false);
}
}
}
}
以上代码块用于管理玩家的血量，同样的，setter方法是这段代码的主体。
- 当玩家掉血的时候，我们使用CameraShake这个组件来制造一个很棒的晃动效果。（这个晃动效果是为了警告玩家，小虫子正在吃掉你的饼干。）这个脚本也被包含在我们的工程内，但本文不作介绍。
- 更新私有字段health的值，以及屏幕左上角的血量显示。
-
当玩家血量被扣光的时候，且游戏未结束，先设置
gameOver的值为true，再触发游戏失败的动画。 - 将一只绿色的小怪物从饼干上移除。就可以做得简单点的话，我们可以只是隐藏它们，当我们需要为玩家加血的时候，就可以将重新它们显示出来。
在Start()中初始化Health：
Health = 5;
在游戏开始的时候，玩家的血量为5。
有了这个属性，当小虫子抵达饼干的时候，我们就可以更新玩家的血量了。保存好脚本，在VS中打开MoveEnemy.cs这个脚本。
更新玩家的血量
将MoveEnemy.cs中Update()方法内部的注释：// TODO: deduct health ，替换成以下代码：
GameManagerBehavior gameManager = GameObject.Find("GameManager").GetComponent<GameManagerBehavior>();
gameManager.Health -= 1;
这段代码是为了获取GameManagerBehavior对象，然后将Health的值减1。
保存好脚本，返回Unity。
选中Hierarchy视图中的GameManager对象，为Health Label 赋值，选择HealthLabel。
在Hierarchy视图中展开Cookie对象，注意不要选中它，我们只要让它下面的5个子对象显示出来即可。将这5个子对象拖拽赋值给GameManager的Health Indicator数组。我们用5只正在开心地啃着饼干的青色小虫子来表示玩家的血量。玩家受到一次伤害，就减少一只青色的小虫子。
运行游戏，让那些小虫子冲向饼干，什么都别做，直到游戏结束。
小怪兽的战斗：消灭那些小虫子
该召唤小怪兽？还是让小虫子前进？现在我们的小怪兽还是纸老虎，我们要做的是让小怪兽们能够消灭那些小虫子。
我们先要把以下几件事情做好：
- 给小虫子一个血条，让玩家能看出敌人的强弱。
- 让小怪兽能够发现它攻击范围内的敌人们
- 决定朝那个敌人开火
- 无尽的子弹
显示敌人的血条
我们用两张图片来显示血条，一张是暗的，用于显示血条的背景，另一张是绿色较小的细长图片，我们通过缩放它的长度来与敌人当前血量匹配。
将Project视图中的Prefabs\Enemy拖到场景中。
将Images\Objects\HealthBarBackground拖拽到Hierarchy视图中的Emeny对象上，令HealthBarBackground作为Enemy的子对象。
在Inspector面板中，将HealthBarBackground的Position设置为 (0, 1, -4) 。
接下来选中Project视图中的Images\Objects\HealthBar，确保它的Pivot被设置为Left。同样的，也将它作为Hierarchy视图中的Emeny对象的子对象，将它的Position设置为 (-0.63, 1, -5)，将它的X Scale设置为125 。
为游戏对象HealthBar添加一个C#脚本，命名为HealthBar，后面我们需要在脚本中调整血条长度。
现在我们将Hierarchy视图中的Emeny对象的坐标调整为(20, 0, 0) 。
点击Inspector面板顶部的Apply按钮，保存刚才对prefab的更改。回到Project视图，刚才我们所作的更改已经成为了Prefab的一部分。最后，删除Hierarchy视图中的Emeny对象。
同上，我们也为Prefab\Enemy2添加一个血条。
调整血条的长度
在VS中打开HealthBar.cs，添加下列变量：
public float maxHealth = 100;
public float currentHealth = 100;
private float originalScale;
maxHealth表示敌人的最大生命值，currentHealth则表示敌人的当前的生命值，originalScale记录的是血条图片的初始长度。
在Start()方法中，为originalScale赋值：
originalScale = gameObject.transform.localScale.x;
这里，我们获取了HealthBar这个游戏对象的X Scale。
在Update()方法中，我们通过缩放HealthBar的图片长度，令它与敌人的当前生命值匹配：
Vector3 tmpScale = gameObject.transform.localScale;
tmpScale.x = currentHealth / maxHealth * originalScale;
gameObject.transform.localScale = tmpScale;
以上代码能够简写为下面的代码么？
gameObject.transform.localScale.x = currentHealth / maxHealth * originalScale;
不行的，单独为localScale.x赋值的时候，编译器报错了。
于是，我们只能够先用一个临时变量tmpScale获取localScale的值，然后为tmpScale.X赋值，最后将tmpScale赋值localScale。
保存好脚本，启动游戏。现在我们可以看到每个敌人都有了自己的血条。
选中一个敌人对象Enemy(Clone)，在Hierarchy视图将它展开，选中它的子对象HealthBar。在Inspector面板中调整Current Health这个变量的值，我们可以看到敌人的血条的长度随着Current Health的值变化。
追踪射程内的敌人
现在，小怪兽们需要知道它们的攻击目标在哪里。在我们做这件事之前，我们要先为小怪兽和敌人做一点准备工作。
选中Project面板中的Prefab\Monster，在Inspector面板中为它添加一个Circle Collider 2D组件，这是一个2D圆形碰撞体组件。
将该圆形碰撞体的半径设置为2.5——这是小怪兽的射程。
启用Is Trigger这个属性，目的是令此碰撞体用于触发事件，并且不会发生任何物理交互。如果不启用这个属性的话，就是会发生碰撞。
最后，在Inspector面板的顶部，将Monster的Layer属性设置为Ignore Raycast。在弹出的对话框中选择Yes,change children。如果你不这样设置的话，碰撞体会响应鼠标点击事件，这是我们不需要的。小怪兽位于召唤点Openspot的上方，这个碰撞体又是小怪兽的组件，于是鼠标点击事件就会被碰撞体优先响应，而不是被Openspot响应。这样的结果是什么？上一篇文章中，Openspot通过响应鼠标点击事件，可以放置或升级小怪兽；想想看，放置小怪兽后不能对它升级，这是不是违背了之前的设定？
为了令小怪兽的碰撞体能够检测到在它范围内的敌人，我们需要为敌人对象添加一个碰撞体和刚体。在两个碰撞体发生碰撞的时候，假如其中一个有附加刚体组件，那么就会触发碰撞事件。
在Project面板中，选中Prefab\Enemy，为它添加Rigid Body 2D组件，勾选Is Kinematic属性。这是为了令敌人对象不受Unity中的物理引擎影响。
再添加一个Circle Collider 2D，半径设置为1。对Prefab\Enemy2重复以上步骤。
现在所有的设置都已完成，你的小怪兽们可以侦测到射程内的敌人。
还有一件事情要做：在脚本中告知小怪兽敌人是否被消灭，当它们的射程内没有敌人的时候，没必要一直开火。
为Enemy和Enemy2这两个prefab添加一个新的脚本组件，命名为EnemyDestructionDelegate。
在VS中打开这个脚本，为它添加一个委托的声明：
public delegate void EnemyDelegate(GameObject enemy);
public EnemyDelegate enemyDelegate;
这里我们创建了一个委托，它包含了一个方法的声明，可以像变量一样传递。
提示: 当我们需要让一个游戏对象灵活地通知另一个游戏对象做出改变，请使用委托吧。关于委托的更多知识点，你可以从这里学习到—— the Unity documentation。
再添加下面的方法：
void OnDestroy()
{
if (enemyDelegate != null)
{
enemyDelegate(gameObject);
}
}
以上代码的目的是为了销毁一个游戏对象，如同Start()和Update()方法一样，Unity会自动调用OnDestroy()这个方法。在这个方法中，我们先判断委托变量的值是否不为null。如果是这样的话，我们调用这个委托，将gameObject作为它的参数。所有注册过这个委托的游戏对象都会得知敌人对象被销毁了。
保存好脚本，返回Unity。
让你的小怪兽们能对敌人开火
现在，小怪兽们能侦测到攻击范围内的敌人。为Monster prefab添加一个C#脚本组件，命名为ShootEnemies。
在VS中打开它，添加下面的代码，目的是引用命名空间Generics。
using System.Collections.Generic;
添加一个集合变量，用于追中所有攻击范围内的敌人：
public List<GameObject> enemiesInRanges;
这个集合里面存储了攻击范围内所有的敌人对象。
在Start()方法里对这个集合进行初始化。
enemiesInRanges = new List<GameObject>();
起先，小怪兽的射程内木有敌人，于是我们就创建了一个空的List。
接下来是向这个List中添加元素，在脚本中添加下面的代码段：
// 1
void OnEnemyDestroy(GameObject enemy) {
enemiesInRanges.Remove(enemy);
}
void OnTriggerEnter2D(Collider2D other) {
// 2
if (other.gameObject.tag.Equals("Enemy")){
enemiesInRanges.Add(other.gameObject);
EnemyDestructionDelegate del =
other.gameObject.GetComponent<EnemyDestructionDelegate>();
del.enemyDelegate += OnEnemyDestroy;
}
}
// 3
void OnTriggerExit2D(Collider2D other) {
if (other.gameObject.tag.Equals("Enemy")){
enemiesInRanges.Remove(other.gameObject);
EnemyDestructionDelegate del =
other.gameObject.GetComponent<EnemyDestructionDelegate>();
del.enemyDelegate -= OnEnemyDestroy;
}
}
这段代码分为3个小方法：
1. 在OnEnemyDestroy()方法中，我们移除了enemiesInRange中的enemy对象。当有敌人经过小怪兽的射程时，方法OnTriggerEnter2D()就会被调用。
2. 将敌人对象添加到enemiesInRange当中，并且将方法OnEnemyDestroy()添加到委托EnemyDestructionDelegate上。这是为了确保当敌人对象被销毁的时候，方法OnEnemyDestroy()会被调用。你的小怪兽们不需要为已死的敌人浪费火力。
3. 在OnTriggerExit2D()方法中，我们将敌人对象enemy从当中enemiesInRange移除，并且移除之前添加到委托上方法。现在小怪兽们可以知道它射程内的敌人是哪些了。
保存好脚本，启动游戏，看看我们之前做的行不行。召唤一只小怪兽，选中它，然后在Inspector面板中查看enemiesInRange这个变量的变化。
就像数绵羊那样。围栏（Fence ）和绵羊（sheep）都由OpenClipArt提供。
为小怪兽选择开火的目标
现在小怪兽们可以侦测到它射程之内的敌人，但问题是当有多个敌人存在它射程之内的时候，该怎么办？
当然是对离饼干最近的敌人开火啦！
在VS中打开MoveEnemy.cs，添加一个新的方法来完成这个任务：
