前言

今天給大家分享的是六邊形網(wǎng)格地形系統(tǒng)的原理和技術(shù)實現(xiàn)。大家如果聽過我們前面課程的話，會知道之前我還講過一個四邊形的網(wǎng)格地形系統(tǒng)。今天的六邊形網(wǎng)格地形系統(tǒng)屬于另外一種網(wǎng)格地形系統(tǒng)，是很多策略或戰(zhàn)旗類游戲當(dāng)中非常常用的一種

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給大家介紹一個非常經(jīng)典的例子。這個在你們心目當(dāng)中，六邊形地形系統(tǒng)一個經(jīng)典的游戲案例是什么呢？我相信很多同學(xué)都會認(rèn)同這個答案，就是《文明》系列

《文明》是一款什么游戲

• 4X，是指在策略游戲當(dāng)中的一種系統(tǒng)概念，得名自4個相同以ex為開頭的英語單詞

• eXplore（探索）：派出斥候橫跨游戲地圖以探索周邊的版圖

• eXpand（拓張）：建立新定居地或增加原定居地的影響力以擴(kuò)張領(lǐng)土

• eXterminate（征服）：攻擊并征服其他競爭對手

• 這個就是4X類型游戲的一個非常明顯的特征。4X策略游戲是目前SLG游戲里面一個重要的分支，究其原因不得不提到這個被稱為時光機(jī)器的游戲著作文明系列

• 文明系列誕生之初，游戲業(yè)還處于混沌初開的時候。文明在1991年時發(fā)行他的第一代。這個時候的游戲市場，當(dāng)談到回合制游戲，就會想到日式游戲和日本游戲公司。舉個例子來說，就像早期的日本國民RPG：勇者斗惡龍，后來的最終幻想，以及后來橫空出世的風(fēng)靡全球的寶可夢系列。這個時候的游戲玩家和廠商在腦子里面都會有一個定式，就是：回合制游戲的精髓就是RPG

4X策略游戲與RPG策略游戲分庭抗禮

• 1991年，文明世界誕生了。在文明世界里面有一個著名的口號叫做VENI VIDI VICI，即：“我來，我看見，我征服“。哪個玩家能夠拒絕在游戲世界里面成為凱撒大帝呢？因此，4X策略游戲開始逐漸的跟rpg策略游戲分庭抗禮

• 自文明系列誕生，收獲了一批忠實的粉絲，比如一位國外的玩家，他在玩文明時，因為一個殘局，他把一個存檔整整玩了十年。目標(biāo)就是為了在游戲當(dāng)中征服全世界！所以說4X類型的游戲，它的史實感是其他游戲所無法比擬的，這也是4X類型游戲它的最大的魅力所在

• 在很多的4X類型游戲的玩家口中，就會有這么一句話：天下財氣共十斗，文明獨占八斗，P社共和一斗，余者再分一斗

P社是策略游戲的主要開發(fā)商和發(fā)行商

• 只要提到4X類型游戲，那么除了文明以外，P社也是很重要的一個4X游戲的開發(fā)商和發(fā)行商。它旗下有很多款的策略游戲，并主要以策略游戲開發(fā)為主的，但是大部分都是歷史題材

群星

• 群星是P社旗下一款太空科幻策略游戲，可以在這個游戲里面探索巨大的星系，發(fā)起戰(zhàn)爭或者是通過外交行為來征服宇宙。這款游戲可以說是太空版的文明，這款游戲還可以支持steam創(chuàng)意工坊，大家可以找到其他玩家分享的各種mod

無盡帝國

• 無盡帝國它是一款幻想類的4X策略游戲，它是以一個神秘世界為舞臺主軸。歷史背景是，這顆星球逐漸的寒冷化，因而逐步面臨滅亡星球被各種派系所掌控。為了追求糧食產(chǎn)業(yè)科學(xué)，魔術(shù)以及財富而掙扎無盡

• 無盡帝國具有獨特的一個戰(zhàn)斗系統(tǒng)，你可以把游戲單位分配給軍隊，然后通過發(fā)出命令，讓軍隊沿著一個六邊形的游戲地圖來進(jìn)行移動。并且你也可以對他們發(fā)出各種各樣的戰(zhàn)斗指令

• 無盡帝國在去年的11月份也做了一個官方的中文更新，那么我們國內(nèi)的玩家也可以更好的去體驗到這款游戲

大型策略游戲為何多用六邊形地形系統(tǒng)

為何策略游戲多用六邊形地形系統(tǒng)？是因為文明系列的出現(xiàn)，其他策略類游戲因此而跟風(fēng)？其實兩個最基本的原因：

• 方向選擇性更豐富。四邊形地形只有上下左右四個方向，而六邊形地形可以有六個方向

• 到每個方向的距離是相等的。四邊形地形，它可能會存在一個所謂的斜方向。比如一個四邊形的一個地形，它通常是一個九宮格的結(jié)構(gòu)，那么到橫向的方向跟到斜向的方向，它行走的距離不一樣。而六邊形地形，它到每一個方向的距離是相等的

如何實現(xiàn)六邊形地形系統(tǒng)

• Part 1:六邊形格子

• Part 2：六邊形網(wǎng)格

• Part 3：六邊形地形尋路

項目演示

• 這是一個項目演示，你可以在游戲當(dāng)中設(shè)置一些障礙，然后指定一個目標(biāo)點，那么這個游戲角色可以繞過這個障礙，去到達(dá)這個目標(biāo)點，這就是實現(xiàn)了六邊形地形系統(tǒng)的一個網(wǎng)格尋路

Part 1：六邊形格子

• 無論是做任何的地形系統(tǒng)或者寫任何的程序，首先都需要去定義好程序里面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。就比如游戲里面的角色，我要定義好這個角色的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是什么樣的，它可能會包含這個角色的基本的姓名、ID號、所在門派、血值魔法值等

如何判定鼠標(biāo)是否位于六邊形格子內(nèi)

建立六邊形地形系統(tǒng)，首先我們要知道這個地形系統(tǒng)里面的每一個格子是什么樣的。因此我們需要三個步驟，去實現(xiàn)這個目標(biāo)的判定：

• Step 1：定義格子數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并計算頂點位置

• Step 2：判定鼠標(biāo)是否在六邊形包圍盒內(nèi)。六邊形包圍是六邊形的一個外框

• Step 3：精確判定是否在六邊形四個角范圍內(nèi)

• 當(dāng)同時滿足在包圍盒內(nèi)，又滿足在四個角的范圍內(nèi)，那么就跟六邊形格子碰撞，若不在包圍盒范圍內(nèi)，就不可能在這個四個角的這個范圍內(nèi)，這樣就省略了第三步的判斷，可以提高六邊形判定的性能

Step 1：定義格子數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并計算頂點位置

1.基本原理

• 我們通常把整個六邊形的寬和高定義為單位1大小。中心的點到左右邊界的距離等于半個包圍盒的大??；右上角upperRightCorner從中心點出發(fā)的高度quarterSize等于1/4包圍盒的大??；正上角upperCorner從中心點出發(fā)的高度等于1/2包圍盒的大??；其余點同理

2.定義六個頂點，并計算頂?shù)孜恢?/h1>

• 以正上角upperCorner為例，正上角實際上等同于中心點往上偏移，偏移的量是包圍盒大小的一半，等于半徑的大小，因此通過中心點坐標(biāo)加上往上偏移的量就能夠得到正上角坐標(biāo)，偏移的量等于半徑大小的一倍。其他點坐標(biāo)的計算方式同理

• 注意，在unity當(dāng)中，地面是平躺在整個游戲世界里面的。對于unity而言，我們的頭頂方向代表y軸方向，而我們地面的橫方向代表它的x軸方向，縱方向代表它的z軸方向

3.補(bǔ)充所有頂點的位置

4.測試輸出結(jié)果

Step 2：判定鼠標(biāo)是否在六邊形包圍盒內(nèi)

1.原理圖

• 我們的總體目標(biāo)是要判斷任何一個點是不是在六邊形的格子范圍內(nèi)，因此首先第一步，先判斷任一點是不是在六邊形的外接包圍盒的范圍內(nèi)。通過簡單的方法去篩選掉那些根本就不在包圍盒范圍的點，這樣可以提高我們的判定效率

2.判斷是否在左右水平邊界內(nèi)：

• 判斷鼠標(biāo)位置的X坐標(biāo)，如果它小于六邊形右上角坐標(biāo)的X值又大于六邊形左上角坐標(biāo)的X值，那就說明這個點是在六邊形的外接四邊形的縱向范圍內(nèi)，即X范圍內(nèi)，因此可以將鼠標(biāo)渲染為綠色

• 除了要判斷鼠標(biāo)點是否在x值最小值和x值最大值范圍內(nèi)，還要判斷鼠標(biāo)點是否在縱向方向的最小范圍和最大范圍以內(nèi)

2.1.補(bǔ)充代碼

訓(xùn)練營

• 由于代碼太多屏幕裝不下就不附上了，大家如果需要的話呢，可以參考我們的這個六邊形地形系統(tǒng)的訓(xùn)練營

• 那么我們的訓(xùn)練，老師會營通過三天的代碼實戰(zhàn)，帶大家一步一步的去完成這個代碼的編寫，讓大家能看到每一步的具體的過程

• 在訓(xùn)練營當(dāng)中，我會給大家去做一個相關(guān)的六邊形地形系統(tǒng)的詳解，內(nèi)容是非常深入淺出的，包括后面一個具體的代碼實現(xiàn)。大家需要的話呢，可以加文末的Alice老師來了解我們的這個六邊形地形系統(tǒng)的訓(xùn)練營課程

Step 3：精確判定是否在六邊形四個角范圍內(nèi)

3.1 原理圖

• 因為左下角右下角判定方式都是基本上差不多的，所以以右上角為例，首先取得右上角這個點的一個坐標(biāo)和正上角的坐標(biāo)，兩個點的坐標(biāo)相減得到藍(lán)色向量

• 我們需要有一條垂直于藍(lán)色向量的向量，因此將藍(lán)色向量逆時針偏轉(zhuǎn)90°得到綠色向量，在unity中需要調(diào)用ApplyRotationToVectorXZ這個方法實現(xiàn)對藍(lán)色向量的偏轉(zhuǎn)

• 假設(shè)鼠標(biāo)點在x位置，用鼠標(biāo)點位置減去右上角的位置得到紫色向量，只要判定紫色向量跟綠色向量，它們之間的夾角如果小于正負(fù)90度，那么它就是在右上角的這條線范圍以內(nèi)

• 我們可以通過點乘運算，算出來綠色向量，跟紫色向量，它們之間的夾角夾角是否小于正負(fù)90度，因為如果小于正負(fù)90度的話。那么它們的點乘值就是大于零的

3.2 代碼實現(xiàn)

• 我們還需要完成其他角的判斷，但是由于各個角的計算原理相同就不加贅述。當(dāng)你完成所有這些判定的時候，你就能夠精確的判定鼠標(biāo)是不是在六邊形的精選范圍以內(nèi)

寫在最后

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