使用unity创建塔防游戏(原译)(part1)

塔防游戏非常地受欢迎，木有什么能比看着自己的防御毁灭邪恶的入侵者更爽的事了。

在这个包含两部分的教程中，你将使用Unity创建一个塔防游戏。

你将会学到如何：

• 创建一波一波的敌人
• 使敌人随着路标移动
• 创建和升级防御塔，并将敌人销毁

最后，你会有一个此类型游戏的框架，之后可在此基础之上进行扩展。

最终效果

在本篇教程中，你将创建一个塔防游戏，敌人（小虫子）会朝着你的饼干移动，你可以在一些战略点上，使用金币放置和升级你收下的小怪兽来进行防御。

玩家必须在小虫子抵达饼干之前消灭它们，敌人会随着波数的增加而变得更加强大。 游戏将在玩家在所有波数之后存活下来（游戏胜利），或者有5个敌人抵达饼干之后结束（游戏失败）。

下面是一张完成的游戏截图:

准备开始

如果你还没有Unity5，请从Unity的官网下载。

同时，下载这个starter项目，解压缩并且使用unity打开TowerDefense-Part1-Starter这个工程。

starter项目中包括了美术和声音资源，同时还有预设的动画以及一些帮助用的脚本，这些脚本跟塔防游戏没有直接的关系，所以不会再本教程中详细介绍。但是如果你想要更多的学习关于unity 2d动画的创建，请参考Unity 2D 教程。

项目中同时包含了一些 prefab供你稍后扩展用来创建游戏角色。最后，工程中包含背景和UI设置好的场景。

在Scenes文件夹中找到并打开GameScene, 设置Game视图的显示比例为4:3来保证labels能够正确的在背景中对齐，你在Game视图中看到的应该如下所示:

注：一开始我也没弄清楚什么意思，后来理解了是在



这里所示的窗口

Starter project – check!

Assets – check!

走向征服世界的第一步(你的塔防游戏...)已经准备好了!

可放置点的 X 标记

小怪兽只能放在标记有X的地方。

从Project Brower中拖动Images\Objects\Openspot到场景中，目前来说放到哪个位置没有关系。

在Hierarchy中选中Openspot，在Inspector面板点击 Add Component并且选择 Physics 2D\Box Collider 2D。 Unity将会在场景中以绿色的线显示盒子碰撞器。你将会使用这个碰撞器来检测在某个点的鼠标点击。

使用相同的步骤，添加一个Audio\Audio Source组件到 Openspot上。并且设置Audio Source’s AudioClip 为 tower_place（可以在Audio文件夹中找到），记住不能勾选Play On Awake。

你需要再创建11个放置点，每个都得重复上面的步骤，不过不用担心，Unity有一个很好的解决办法: Prefab！

将OpenSpot从Hierarchy拖动到Project Browser里面的Prefabs文件夹，它的名字在Hierarchy将会变成蓝色，用来标示它是和一个prefab相关联的。像下面这样:

现在，你拥有了一个prefab，你就可以创建任意多的拷贝。简单的将Openspot从Prefabs文件夹中拖拽到场景中，再重复11次，一共在场景中创建12个放置点。

下面使用Inspector面板来分别设置这个12个放置点的坐标如下:

• (-5.2, 3.5, 0)
• (-2.2, 3.5, 0)
• (0.8, 3.5, 0)
• (3.8, 3.5, 0)
• (-3.8, 0.4, 0)
• (-0.8, 0.4, 0)
• (2.2, 0.4, 0)
• (5.2, 0.4, 0)
• (-5.2, -3.0, 0)
• (-2.2, -3.0, 0)
• (0.8, -3.0, 0)
• (3.8, -3.0, 0)

结束后，你的场景应该像下面这样:

放置小怪兽(防御塔)

为了使放置的工作简单点儿，工程的Prefab文件下中包含了一个Monster的prefab。

现在，它包含了一个空的游戏对象，由三种不同的精灵组成，和他们各自的射击动画。

每一个精灵代表了小怪兽不同的能力级别。Monster的prefab同时包含了一个Audio Source的组件，当怪兽发射激光的时候会触发播放声音。

现在你将创建一个脚本来在Openspot上放置一个小怪兽。

在Project Browser中 选择Openspot，在Inspector面板中，点击 Add Component然后选择New Script并重命名为PlaceMonster，选择C#作为脚本语言并以此点击Create和Add。因为你是向prefab添加的脚本，所以场景中所有的Openspot都将会被附件该脚本。

双击刚才创建的脚本，在编辑器中打开。然后添加下面的这两个变量

public GameObject monsterPrefab;
private GameObject monster;

你将使用monsterPrefab中的对象实例化一个拷贝来创建一个小怪兽，然后保存在monster变量中，方便之后的操作。

一个位置一个怪兽

添加下面的方法来限制一个位置只能放置一个怪兽:

private bool canPlaceMonster()
{
    return monster == null;
}

在canPlaceMonster方法中，我们检查monster变量是否为null，如果是的，则表示当前没有放置小怪兽，所以是允许放置一个的。

再添加下面的代码，来执行当玩家点击鼠标之后放置一个怪兽:

//1
void OnMouseUp()
{
    //2
    if (canPlaceMonster())
    {
        //3
        monster = (GameObject)Instantiate(monsterPrefab, transform.position, Quaternion.identity);
        //4
        AudioSource audioSource = gameObject.GetComponent<AudioSource>();
        audioSource.PlayOneShot(audioSource.clip);

        //todo: Deduct gold
    }
}

上面的代码在玩家点击或者Tap的时候放置一个怪兽，那么如何工作的呢？

1. 当玩家点击一个游戏对象的碰撞器的时候，Unity会自动的调用OnMouseUp方法
   
   2 . 当被调用之后，这个方法会检查是否可以放置怪兽，如果可则放置一个新的怪兽
2. 使用 Instantiate方法创建一个怪兽对象，这个方法会根据指定的prefab和指定的位置和旋转角度创建一个对象。在本例中，我们拷贝了monsterPrefab ，并指定了当前游戏对象的位置，以及没有旋转，最后将结果转换为GameObject类型存储在monster变量中。
3. 最后，调用PlayOneShot方法播放附加在AudioSource组件上的声音特效。

现在我们的PlaceMonster脚本已经可以放置新的怪兽了，但还需要指定prefab这个步骤。

使用正确的Prefab

在代码编辑器中保存，并返回Unity 。

下面给monsterPrefab 赋值，首先在Prefabs文件夹中选中OpenSpot，在Inspector面板中，点击PlaceMonster (Script)组件的Monster Prefab属性右边的小圆圈按钮，然后在弹出来的对话框中选择Monster。

现在开始游戏，在 X 标记上点击来创建一些怪物~

升级我们的怪物

在下面的图片中，我们看到怪物在不同的等级有不同的外观

我们需要一个脚本来作为怪物升级系统实现的基础，来跟踪管理怪物在各个级别的能力大小，当然还有怪物所处的当前等级。

现在来添加这个脚本 。

在 Project Browser中选中 Prefabs/Monster，添加一个新的C#脚本命名为MonsterData，在代码编辑器中打开该脚本并添加下面的代码在MonsterData 类的上面:

[System.Serializable]
public class MonsterLevel
{
    public int cost;
    public GameObject visualization;
}

这里定义了一个MonsterLevel类型，包含了费用（金币）以及对于某个特定等级的视觉效果。

我们添加了[System.Serializable]这个特性来使这个类的对象可以在inspector面板中编辑。这可以使我们方便快速的改变MonsterLevel中的值，甚至在游戏运行过程中。这在调节游戏平衡性的时候特别的有用。

定义怪物的等级

我们将预先定义的MonsterLevel存储在List<T>中。

为什么不简单的使用数组MonsterLevel []呢，首先我们会经常用到某个特定MonsterLevel对象的下标，当然如果使用数组编写一点代码来做这件事也不是特别困难。我们可以直接使用List对象的IndexOf()方法，没有必要重新发明轮子了这次 :]

在MonsterData.cs文件的顶部，添加下面的引用：

using System.Collections.Generic;

这将允许我们使用泛型的数据结构类型，所以可以在脚本代码中使用List<T>。

接下来添加下面的变量到MonsterData类中，用来存储MonsterLevel的列表:

public List<MonsterLevel> levels;

使用泛型，可以保证levels只能存放MonsterLevel类型的对象 。

在代码编辑器中保存文件，并返回到Unity中配置每个阶段.

在Project Browser中选中Prefabs/Monster，然后在Inspector面板中我们可以在MonsterData (Script)组件看到Levels属性，设置size为3

接下来，设置每个等级的花费如下：

• Element 0: 200
• Element 1: 110
• Element 2: 120

接下来，给visualization赋值。

在project browers中展开Prefabs/Monster来查看其子节点。拖拽子节点Monster0到visualization属性的Element 0。

重复上面的动作Monster1对Element 1，Monster2对Element 2，参考下面动图中的演示：

现在，当你选中了Prefabs/Monster，它应该看下像下面这样子：

定义当前的等级

切换回MonsterData.cs中，向MonsterData类中添加另外一个变量：

private MonsterLevel currentLevel;

在私有变量currentLevel中，我们存放怪物当前的等级信息。

现在设置currentLevel同时将它暴露给其他脚本使用，添加下面的代码到MonsterData中：

//1
public MonsterLevel CurrentLevel
{
    //2
    get
    {
        return currentLevel;
    }

    //3
    set
    {
        currentLevel = value;

        int currentLevelIndex = levels.IndexOf(currentLevel);

        GameObject levelVisualization = levels[currentLevelIndex].visualization;
        for(var i = 0; i< levels.Count; i++)
        {
            if(levelVisualization != null)
            {
                if(i == currentLevelIndex)
                {
                    levels[i].visualization.SetActive(true);
                }
                else
                {
                    levels[i].visualization.SetActive(false);
                }
            }
        }
    }
}

看起来有很多C#代码，我们慢慢来看：

1. 为私有变量currentLevel定义一个属性。当属性被定义之后，你就能像其他变量一样去调用，既可以CurrentLevel这样在类的内部调用，也可以使用monster.CurrentLevel这样在类的外部调用。然后还能自定义属性的getter和setter方法，通过只提供一个getter，只有一个setter或者都有，来控制一个属性是只读的、只写的或者读写的。
2. 在getter方法中，直接返回私有变量currentLevel的值
3. 在setter方法中，给currentLevel赋值。先拿到当前等级的下标，然后遍历levels数组依据currentLevelIndex的值设置外观的活动或者非活动状态，好处就在于不管什么时候谁设置了currentLevel，精灵会自动更新。

添加下面的OnEnable 的一个实现：

void OnEnable()
{
    CurrentLevel = levels[0];
}

这里设置了CurrentLevel的默认值，确保它只显示正确的那个精灵。

注意

在OnEnable中而不是OnStart 中初始化属性的值，是因为当prefabs被实例化时方法的调用次序问题。

OnEnable 会在创建prefab时立即被调用，而OnStart会等到对象作为场景的一部反的时候才会被调用。

这里我们需要在放置一个怪兽之前就要初始化一下，所以在OnEnable 中初始化。

注意OnEnable中的大小写，如果大小写不对，方法不会被调用！

保存文件返回到Unity中，运行项目并且放置一些怪兽，现在他们显示正确的，也就是最低等级的精灵，如下图：

升级小怪兽

返回到代码编辑器，增加下面的方法到MonsterData中：

public MonsterLevel getNextLevel()
{
    int currentLevelIndex = levels.IndexOf(currentLevel);
    int maxLevelIndex = levels.Count - 1;
    if (currentLevelIndex < maxLevelIndex)
    {
        return levels[currentLevelIndex+1];
    }
    else
    {
        return null;
    }
}

在getNextLevel方法中，我们首先拿到当前等级的下标以及最高等级的下标，以此判断如果当前不是最高等级时，返回下个等级，否则返回null。

我们可以使用该方法判断是否可以升级到下一个等级。

添加下面的方法增加怪兽的等级：

public void increaseLevel()
{
    int currentLevelIndex = levels.IndexOf(currentLevel);
    if (currentLevelIndex < levels.Count - 1)
    {
        CurrentLevel = levels[currentLevelIndex+1];
    }
}

这里我们获取当前等级的下标，然后确保它不会大于最高等级的下标，如果不大于，则将CurrentLevel设置为下一个等级。

测试是否可以升级

保存刚才的脚本文件，返回到PlaceMonster.cs文件，增加下面的方法:

private bool canUpdateMonster()
{
    if (monster != null)
    {
        MonsterData monsterData = monster.GetComponent<MonsterData>();
        MonsterLevel nextLevel = monsterData.getNextLevel();
        if (nextLevel != null)
        {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

首先，检查monster变量是否为null，如果为null则肯定不能升级了，如果不为null则获取其MonsterData组件，并检查更高的等级是否存在，如果getNextLevel 方法返回的值不是null则说明更高的等级存在（返回true），否则不存在（返回false）。

使可以通过金币升级

为了能够升级，在PlaceMonster中的OnMouseUp中添加else if分支:

void OnMouseUp()
{
    if (canPlaceMonster())
    {
        //...这里跟原来的代码一样，这里省略了
    }else if (canUpdateMonster())
    {
        monster.GetComponent<MonsterData>().increaseLevel();
        AudioSource audioSource = gameObject.GetComponent<AudioSource>();
        audioSource.PlayOneShot(audioSource.clip);
    }
}

首先我们通过canUpdateMonster检查能否升级，如果可以升级，则通过调用MonsterData组件的increaseLevel方法升级怪物，最后播放一次声音特效。

保存文件并返回到Unity，运行游戏，试试放置和升级怪物~

支付金币 - Game Manager

目前而言，可以立即的建造和升级任意数目的怪兽，但这样一来，就木有挑战了。

我们接下来就处理金币的问题，为例维护金币的信息，你不得不要在不同的游戏对象之间共享数据信息。

下面的图片显示了所有需要金币信息的游戏对象：

我们将使用一个其他对象都能访问的共享对象来存储这类数据。

在Hierarchy面板中，右键选择Create Empty，并命名为GameManager。

添加一个C#脚本组件GameManagerBehavior到刚刚创建的GameManager上，然后打开并编辑这个脚本。

因为我们需要使用一个label显示玩家所拥有的金币数，所以在文件的顶部增加下面的引用:

using UnityEngine.UI;

这将允许我们使用UI相关的类型，比如Text用做显示用的label，接下来在类中添加下面的变量：

public Text goldLabel;

这个变量存储了对Text组件的引用，将用于显示玩家所拥有的所有金币数。

现在GameManager已经可以操作label了，但是我们如何保证变量中存储的金币数和label显示的数量同步呢，我们创建一个属性：

private int gold;

public int Gold
{
    get { return gold; }
    set
    {
        gold = value;
        goldLabel.GetComponent<Text>().text = "GOLD: " + gold;
    }
}

是不是看起来很熟悉，这个跟我们在Monster中定义的CurrentLevel比较相像，首先我们创建一个私有的变量gold用来存储当前所有的金币数，然后定义一个名为Gold的属性，并提供getter和setter方法。

在getter方法中简单的直接返回gold，setter方法则比较有趣了，除了设置gold的值，还设置了goldLabel 的显示。

这样就保持了金币数和显示的同步。

在Start()中增加下面的初始化语句，默认给玩家100金币(当然你可以给更少的)

Gold = 100;

给脚本中的Label对象赋值

保持脚本文件并返回到Unity中。

在Hierarcy中，选中GameManager，在Inspector面板，点击GoldLabel右边的圆圈按钮，在Select Text对话框中，选中Scene标签页，并选中GoldLabel

运行游戏，可以看到金币的显示如下:

检查玩家的“钱包"

打开PlaceMonster.cs文件，增加下面这行代码:

private GameManagerBehavior gameManager;

我们将通过变量gameManager来访问场景中GameManager的GameManagerBehavior组件，并在Start方法中初始化:

void Start ()
{
    gameManager = GameObject.Find("GameManager").GetComponent<GameManagerBehavior>();
}

我们使用GameObject.Find方法，找到名为GameManager的游戏对象，然后定位到其GameManagerBehavior组件并存到一个私有变量中，供稍后使用。

收钱！

我们还没有减少金币数，所以在OnMouseUp方法里面，将原来的TODO注释修改为下面的代码:

//todo: Deduct gold

gameManager.Gold -= monster.GetComponent<MonsterData>().CurrentLevel.cost;

注意是两个地方，在放置和升级的逻辑里各有一处。

保存文件并返回unity，升级一些怪物并注意观察金币数目的变化。现在我们能够减少金币数了，但是。。。玩家可以一直放置怪物（只要有空位），金币数甚至可以变成负数。

这显然是不能被允许的，只有当玩家有足够的金币时，才能放置或者升级我们的怪物。

切换到PlaceMonster.cs脚本，更新canPlaceMonster和canUpdateMonster方法如下，就是加上检查剩余金币是否足够的条件。

private bool canPlaceMonster()
{
    int cost = monsterPrefab.GetComponent<MonsterData>().levels[0].cost;
    return monster == null && gameManager.Gold >= cost; //确保金币足够
}

private bool canUpdateMonster()
{
    if (monster != null)
    {
        MonsterData monsterData = monster.GetComponent<MonsterData>();
        MonsterLevel nextLevel = monsterData.getNextLevel();
        if (nextLevel != null)
        {
            return gameManager.Gold >= nextLevel.cost; //确保金币足够
        }
    }
    return false;
}

保存，并运行游戏，试试还能不能无限添加怪物。

敌人、波数和路标

是时候给敌人“铺路”了。敌人首先在第一个路标的地方出现，然后向下一个路标移动并重复这个动作，知道他们抵达你的饼干。

我们将通过下面的手段使敌人行军起来：

1. 定义敌人移动的路线
2. 使敌人沿着路线移动
3. 旋转敌人，使他们看起来是向前方行进

通过路标建立路线

在Hierarcy中右键，选择Create Empty创建一个新的空的游戏对象，命名为Road，并确保其位置坐标为(0, 0, 0)

接下来，右键点击Road并创建另一个空的游戏对象，命名为Waypoint0 并将其坐标设置为（-12， 2， 0），这将是敌人开始进攻的起始点。

创建另外5个路标：

• Waypoint1: (7, 2, 0)
• Waypoint2: (7, -1, 0)
• Waypoint3: (-7, 3, 0)
• Waypoint4: (-7.3, -4.5, 0)
• Waypoint5: (7, -4.5, 0)
  
  下面的截图标示出了路标的位置以及最终的路线：
  
  

召唤敌人

现在是时候去创建一些敌人来沿着上面的路线移动了。在Prefabs的文件夹中包含了一个Enemy的prefab。 它的位置坐标是（-20,0,0） ，所以新创建的敌人对象一开始在平面外面。

跟Monster的prefab一样，Enemy的prefab同样包含了一个AudioSource，一个精灵图片（一会儿可以旋转其方向）。

使敌人沿着路线移动

向Prefabs\Enemy新建一个名为MoveEnemy的C#脚本，使用代码编辑器打开，并添加下面的变量定义:

[HideInInspector]
public GameObject[] waypoints;
private int currentWaypoint = 0;
private float lastWaypointSwitchTime;
public float speed = 1.0f;

waypoints以数组的形式存储了所有的路标，它上面的HideInInspector特性确保了我们不会在inspector面板中不小心修改了它的值，但是我们仍然可以在其他脚本中访问。

currentWaypoint 记录了敌人当前所在的路标，lastWaypointSwitchTime记录了当敌人经过路标时用的时间，最后使用speed存储敌人的移动速度。

增加下面这行代码到Start方法中：

lastWaypointSwitchTime = Time.time;

这里将lastWaypointSwitchTime 初始化为当前时间。

为了使敌人能沿路线移动，在Update方法中添加下面的代码:

// 1
Vector3 startPosition = waypoints[currentWaypoint].transform.position;
Vector3 endPosition = waypoints[currentWaypoint + 1].transform.position;

// 2
float pathLength = Vector3.Distance(startPosition, endPosition);
float totalTimeForPath = pathLength / speed;
float currentTimeOnPath = Time.time - lastWaypointSwitchTime;
gameObject.transform.position = Vector3.Lerp(startPosition, endPosition, currentTimeOnPath / totalTimeForPath);

// 3
if (gameObject.transform.position.Equals(endPosition))
{
    if (currentWaypoint < waypoints.Length - 2)
    {
        // 3.a
        currentWaypoint++;
        lastWaypointSwitchTime = Time.time;
        // TODO: Rotate into move direction
    }
    else
    {
        // 3.b
        Destroy(gameObject);

        AudioSource audioSource = gameObject.GetComponent<AudioSource>();
        AudioSource.PlayClipAtPoint(audioSource.clip, transform.position);
        // TODO: deduct health
    }
}

让我们一步一步来看:

1. 从路标数组中，取出当前路段的开始路标和结束路标。
2. 计算出通过整个路段所需要的时间（使用 距离除以速度 的公式），使用Vector3.Lerp插值计算出当前时刻应该在的位置。
3. 检查敌人是否已经抵达结束路标，如果是，则有两种可能的场景:
   
   A. 敌人尚未抵达最终的路标，所以增加currentWayPoint并更新lastWaypointSwitchTime，稍后我们要增加旋转敌人的代码使他们朝向前进的方向。
   
   B. 敌人抵达了最终的路标，就销毁敌人对象，并触发声音特效，稍后我们要增加减少玩家生命值的代码。

保存文件，并返回到Unity。

给敌人指明方向

现在，敌人还不知道路标的次序。

在Hierarchy中选中Road，然后添加一个新的C#脚本命名为SpawnEnemy，并在代码编辑器中打开，增加下面的变量:

public GameObject[] waypoints;

我们将使用waypoints来存放路标的引用。

保存文件返回Unity， 在Hierarchy中选中Road，将WayPoints数组的大小改为6，拖拽Road的孩子节点到想用的Element位置，Waypoint0对应Element0以此类推。

现在我们已经有了路线的路标数组，注意到敌人不会退缩。。。

检查一切顺利

打开SpawnEnemy脚本，增加下面的变量：

public GameObject testEnemyPrefab;

这里使用了testEnemyPrefab保存对Enemyprefab的引用。

使用下面的代码，当脚本开始时添加一个敌人：

void Start () {
    Instantiate(testEnemyPrefab).GetComponent<MoveEnemy>().waypoints = waypoints;
}

上面的代码使用testEnemyPrefab实例化一个敌人对象，并将路标赋值给它。

保存文件返回Unity，在Hierarchy中选中Road并将Enemy prefab赋值给testEnemyPrefab。

运行游戏，可以看到敌人已经能够沿着路线移动了:

nice,但是有没有注意到敌人移动的时候没有朝向移动的方向。。没有关系，这个问题将在part2部分修复。

原文地址：http://www.raywenderlich.com/107525/create-tower-defense-game-unity-part-1