[Unity3d项目]-校园疫情模拟

六月丶

发布于 2022-12-26 17:43:37

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发布于 2022-12-26 17:43:37

文章被收录于专栏：六月-游戏开发六月-游戏开发

演示

https://hctra.cn/usr/uploads/2020/05/4013421588.mp4

简介

之前看一个用unity3d做的疫情模拟的视频感觉挺有意思的，而我正好也在学这个，眼看现在就要开学了，就想着按照我们学校做一个具体全面一点的疫情模拟。于是就开始了制作。下载地址在最下面。

制作流程

构思

首先第一步不是直接开始创建项目，而是写了一份大纲文档，构思制作的可行性，需要实现哪些功能，界面怎样布局，这一步花了不少时间，但有了它就可以节省开发过程中浪费的大量构思时间（深有体会）。

因为是做疫情模拟，数据量很大，所以其它方面要尽量抽象，突出重点也节省性能，所去找了张校园俯视图，然后绘制了一张抽象地图。然后是功能，希望在开始模拟前，让一些参数给用户在相应范围内调整，例如学生总数，最初感染的人数，每次接触患者感染的几率，感染后多久后具备传染性，以及口罩类型，分为医用外科口罩、普通棉布口罩、医用防护口罩（N95），并查阅了这些口罩的防护效果，当计算是否感染时防护效果会用到。而有些参数需要用但不能给用户调整，例如碰撞传染检测频率、最小最大倍速、口罩减免效果、游戏时间与现实时间比例、管理行动的时间表等，给用户调整容易乱。还有游戏过程中需要能暂停和调整速度。然后是UI，分为主界面、测试参数填写，游戏界面和暂停界面。UI和背景配色尽量简约，不是游戏整的太花就很怪，为了适应不同的手机屏幕，还需要给不同的UI设置相应的对齐方式。

开发

创建项目，然后绘制一张地图并用导航网格Back一下用于后面Ai寻路

创建一个Capsule作为学生，挂上NavMeshAgent（用于自动寻路）和rigidbody（用于检测感染）后保存为prefab，便于创建时复制。为了节省性能，关闭了物理效果，碰撞器改为触发器。

创建编写一些脚本：

GameController用于疫情模拟逻辑控制
StudentController控制学生行为和存储学生信息
EventScript用于UI事件控制
SwitchAnimr用于动画过渡
GameData保存各项参数
UtilFunction编写一些通用的静态方法便于调用
AudioManager管理各种音效主要的就这些，其他的就不举例了。 实现学生作息自动管理

首先定义一个结构体Worktable,存储每个工作的开始时间和工作下标，工作分为上课(0)、回寝（1）、吃饭（2）、娱乐（3）。

public struct WorkTable
{
    public int startTime;       //单位：秒
    public int workIdx;
}

然后创建一个WorkTable数组，按顺序用于存储一天的作息，然后遍历

void Update(){
    if(gameStart)
    {
         ...
         if (isFree==false&&isAutoWork && gameTime >= workTable[workTableIdx].startTime &&
 (gameTime < workTable[workTable.Length - 1].startTime || (gameTime >= workTable[workTable.Length - 1].startTime && workTableIdx == workTable.Length - 1)))
        {
            //时间一到，所有学生进行该工作
            ChangeAllGoal(workTable[workTableIdx].workIdx);  
            workTableIdx = (workTableIdx + 1) % workTable.Length;
        }
    }
}
private void MakeDefWorkTable()
{
    workTable = new WorkTable[6];
    workTable[0].startTime = 7 * HOUR;workTable[0].workIdx = 1;
    workTable[1].startTime = (int)(11.5 * HOUR); workTable[1].workIdx = 3;
    workTable[2].startTime = (int)(13.5 * HOUR); workTable[2].workIdx = 4;
    workTable[3].startTime = (int)(14.5 * HOUR); workTable[3].workIdx = 1;
    workTable[4].startTime = (int)(17.5 * HOUR); workTable[4].workIdx = 3;
    workTable[5].startTime = (int)(19.5 * HOUR); workTable[5].workIdx = 2;
}

如果用户想自己来控制学生作息，点击按钮后直接调用ChangeAllGoal（工作序号）方法即可。

实现学生自由行动 当点击自由行动后，在GameController中调用所有学生的FreeWork（）方法，在该方法中，先会随机给学生一个工作，然后用Invoke，在一定时间后再次调用该方法。直到用户点击管理行动后，在GameController取消所有学生的Invoke该方法。

//随机进行一个工作，并在1.5~3.5小时（游戏时间）后切换下一个，以此往复
public void FreeWork()
{
    int workIdx = Random.Range(1, 5);
    GameObject goal = null;
    switch (workIdx)
    {
        case 1:goal = teachingBuilding;break;
        case 2:goal = dormitory;break;
        case 3:goal = gc.canteens[Random.Range(0, gc.canteens.Length)];break;
        case 4:goal = gc.sports[Random.Range(0, gc.sports.Length)];break;
    }
    nav.SetDestination(goal.transform.position);
    Invoke(nameof(FreeWork), Random.Range(1.5f * 3600 / GameData.timeMultiple, 3.5f * 3600 / GameData.timeMultiple));
}

实现暂停和加速 暂停和加速只要修改Time.timeScale的值即可，但需要注意的是，iTween动画的速度也会随着时间速度的改变而改变，当Time.timeScale为0时，Invoke方法和iTween动画也暂停了，如果要让iTween动画不受时间速度所影响，可以在调用iTween动画时添加ignoretimescale参数并设为true即可。 实现视角移动 视角移动分为垂直移动和水平移动。垂直移动：直接根据游戏界面右下角Handle移动的y值/可移动范围的一半，得出的比例乘以垂直移动速度，最后让相机坐标的y轴加上这个值即可。水平移动：在用户拖拽的每一帧，用该帧用户触碰到的点相对于上一帧触碰的点的偏移赋给一个Vector2变量moveVec，然后让相机坐标的z和x分别减去moveVec的y和x即可。优化：为了让不同的高度都保持同样的屏幕移动速度（避免出现相机拉近时屏幕移动飞快拉远移动缓慢），moveVec需要先乘以相机高度和一个移动系数，我实验得出的是0.00107f就刚好能让拖拽前点中的位置在拖拽过程中始终和地图上的点对应。

public void OnBeginDrag(PointerEventData eventData)
{
    carmBeginPos = Camera.main.transform.position;
}

public void OnDrag(PointerEventData eventData)
{
    //eventData.delta = 自上次更新以来的指针坐标增量变化。
    moveVec = eventData.delta * Camera.main.transform.position.y * ms;           //越高移动越快
    Camera.main.transform.position -= Vector3.forward * moveVec.y + Vector3.right * moveVec.x;
}

感染判断 感染概率计算公式：在没有口罩的情况下，每次接触，感染概率为取一个[0,1)之间的随机数a，再取一个[0,感染概率2]之间的随机数b，判断a是否小于b，小于就感染。以感染概率为5%为例，每次感染的平均概率就为5%。 而有口罩的话，b就还需要乘以1-口罩阻挡病毒比例。 Rand(0f,1f) < Rand(0f,infectedProbability2) * (wearMask?1-maskMulProbability:1)

public void Infected(bool _isInfected = false)
{
    if (isInfected) return;
    //感染判断
    if (_isInfected||Random.Range(0f,1f) < Random.Range(0f,GameData.infectedProbability*2)*(gc.wearMask?1-GameData.maskMulProbability:1))
    {
        isInfected = true;
        material.color = Color.yellow;
        Invoke(nameof(Contagion), GameData.ContagionTime / GameData.timeMultiple);
        FindObjectOfType<GameController>().Normal2Infected();
    }
}

大概就这些。