国庆闲来没事把NavMesh巩固一下。以Unity3D引擎为例写一个底层c# NavMesh寻路。由于Unity3D中自己自带的NavMesh寻路不能很好的融入到游戏项目当中，因此重写一个NavMesh寻路是个必经之路。NavMesh在不少游戏中应用普遍，不一样种类的框架下NavMesh寻路发挥的淋漓尽致。与传统的A星寻路相比，NavMesh不只减小了内存空间占有量，加快了寻路速度，还能够加入寻路角色的宽高限制，以及动态物体寻路等功能，基本上适应了大部分项目变化无穷的需求。html
我把写NavMesh的过程分红好几个部分，一一进行描述：git
一.首先要理解NavMesh核心算法。NavMesh的核心算法就是用三角形代替传统寻路的方格，用计算拐点优化寻路路径来代替合并路径直线。github
以下图1NavMesh寻路:算法
以及以下图2传统的方格寻路:c#
看到二者的差异了吧，NavMesh已三角形为寻路块，而传统以方格为寻路块。其实二者都使用A*寻路，但就是其网格生成不同，致使当有大范围寻路时，其效率和要求也不同。架构
二.NavMesh寻路中的路径优化之拐点计算。其实NavMesh中比较经常使用的是光照射线法，但这里不作详细介绍，光照射浅法详细内容地址:http://www.cnblogs.com/neoragex2002/archive/2007/09/09/887556.html框架
拐点计算优化路径就是到达目的地须要通过的一堆三角形中计算出最简洁的移动方式。其核心算法就是从当前点到另外一个三角形中的点之间的线段，与这条线段相交的线段所有是路径所穿越的线段，就是拐点，把全部的拐点找出来，并获得一条最长的拐点，那个拐点就是最佳的拐点位置。编辑器
三.NavMesh类设计详解(这里只设计2D的寻路，对于3D方向的寻路，实际上是能够2D寻路代替的)：优化
1.全部类都在同一的命名空间NavMesh内 namespace NavMeshurl
Triangle 三角形基础类
NavTriangle 寻路三角形类 (继承Triangle)
Line2D 线段类
Polygon 多边形类
Seeker 寻路主算法类
—————————————– 让你们久等了 ————————————
在寻路前，咱们须要创建MESH三角形网格，这是NAV_MESH的重点之一。
1.首先咱们先要画出一个范围来肯定咱们的可行走范围。
2.再在可行走范围中去添加不可行走的范围。
3.咱们用多个多边形Polygon代替以上的范围，也就是说，一个大的可行走Polygon内包含了若干个小的不可行走的Polygon。
这是生成MESH前咱们须要知道的生成范围，而后再由这些多边形的各个顶点来生成三角形网格,三角形网格的生成算法以下：
Step 1 : 用可行走Polygon的任意一条边做为起点，将其推入堆栈列表。到Step2.
Step 2: 从堆栈中推出一条边，在全部三角形中计算出边的DT点，构成约束Delaunay三角形，到Step3。若是没有DT点就重复作Step2，直到堆栈为空就结束整个程序。
Step 3: 将所构成的三角形，另两边作以下处理：检查堆栈中是否已存在，若是存在就删除该边，若是不存在就加入到堆栈中。
生成mesh后如图：（绿色的为多边形边框，蓝色的为寻路路径，红色的为编辑器选中的多边形）
核心源码为：
/// <summary>
/// 建立导航网格
/// </summary>
/// <param name=”polyAll”>全部阻挡区域</param>
/// <param name=”triAll”>输出的导航网格</param>
/// <returns></returns>
public NavResCode CreateNavMesh(List<Polygon> polyAll , ref int id , int groupid , ref List<Triangle> triAll)
{
triAll.Clear();
List<Line2D> allLines = new List<Line2D>(); //线段堆栈
//Step1 保存顶点和边
NavResCode initRes = InitData(polyAll);
if (initRes != NavResCode.Success)
return initRes;
int lastNeighborId = -1;
Triangle lastTri = null;
//Step2.遍历边界边做为起点
{
Line2D sEdge = startEdge;
allLines.Add(sEdge);
Line2D edge = null;
do
{
//Step3.选出计算出边的DT点，构成约束Delaunay三角形
edge = allLines[allLines.Count – 1];
allLines.Remove(edge);
Vector2 dtPoint;
bool isFindDt = FindDT(edge, out dtPoint);
if (!isFindDt)
continue;
Line2D lAD = new Line2D(edge.GetStartPoint(), dtPoint);
Line2D lDB = new Line2D(dtPoint, edge.GetEndPoint());
//建立三角形
Triangle delaunayTri = new Triangle(edge.GetStartPoint(), edge.GetEndPoint(), dtPoint, id++ , groupid);
// 保存邻居节点
// if (lastNeighborId != -1)
// {
// delaunayTri.SetNeighbor(lastNeighborId);
// if(lastTri != null)
// lastTri.SetNeighbor(delaunayTri.ID);
// }
//save result triangle
triAll.Add(delaunayTri);
// 保存上一次的id和三角形
lastNeighborId = delaunayTri.GetID();
lastTri = delaunayTri;
int lineIndex;
//Step4.检测刚建立的的线段ad,db；若是若是它们不是约束边
//而且在线段堆栈中，则将其删除，若是不在其中，那么将其放入
if (!Line2D.CheckLineIn(allEdges, lAD, out lineIndex))
{
if (!Line2D.CheckLineIn(allLines, lAD, out lineIndex))
allLines.Add(lAD);
else
allLines.RemoveAt(lineIndex);
}
if (!Line2D.CheckLineIn(allEdges, lDB, out lineIndex))
{
if (!Line2D.CheckLineIn(allLines, lDB, out lineIndex))
allLines.Add(lDB);
else
allLines.RemoveAt(lineIndex);
}
//Step5.若是堆栈不为空，则转到第Step3.不然结束循环
} while (allLines.Count > 0);
}
// 计算邻接边和每边中点距离
for (int i = 0; i < triAll.Count; i++)
{
Triangle tri = triAll[i];
//// 计算每一个三角形每边中点距离
//tri.calcWallDistance();
// 计算邻居边
for (int j = 0; j < triAll.Count; j++)
{
Triangle triNext = triAll[j];
if (tri.GetID() == triNext.GetID())
continue;
int result = tri.isNeighbor(triNext);
if (result != -1)
{
tri.SetNeighbor(result , triNext.GetID() );
}
}
}
return NavResCode.Success;
}
这里对如何计算DT点进行一个说明：
Step1. 构造三角形的外接圆，以及外接圆的包围盒
Step2. 依次访问网格包围盒内的每一个网格单元：
若某个网格单元中存在可见点 p, 而且 ∠p1pp2 > ∠p1p3p2，则令 p3=p，转Step1；
不然，转Step3.
Step3. 若当前网格包围盒内全部网格单元都已被处理完,也即C（p1，p2，p3）内无可见点，则 p3 为的 p1p2 的 DT 点
核心源码为：
/// <summary>
/// 找到指定边的约束边DT
/// </summary>
/// <param name=”line”></param>
/// <returns></returns>
private bool FindDT(Line2D line, out Vector2 dtPoint)
{
dtPoint = new Vector2();
if (line == null)
return false;
Vector2 ptA = line.GetStartPoint();
Vector2 ptB = line.GetEndPoint();
List<Vector2> visiblePnts = new List<Vector2>();
foreach (Vector2 point in allPoints)
{
if (IsPointVisibleOfLine(line, point))
visiblePnts.Add(point);
}
if (visiblePnts.Count == 0)
return false;
bool bContinue = false;
dtPoint = visiblePnts[0];
do
{
bContinue = false;
//Step1.构造三角形的外接圆，以及外接圆的包围盒
Circle circle = NMath.CreateCircle(ptA, ptB, dtPoint);
Rect boundBox = NMath.GetCircleBoundBox(circle);
//Step2. 依次访问网格包围盒内的每一个网格单元：
//若某个网格单元中存在可见点 p, 而且 ∠p1pp2 > ∠p1p3p2，则令 p3=p，转Step1；
//不然，转Step3.
float angOld = (float)Math.Abs(NMath.LineRadian(ptA, dtPoint, ptB));
foreach (Vector2 pnt in visiblePnts)
{
if (pnt == ptA || pnt == ptB || pnt == dtPoint)
continue;
if (!boundBox.Contains(pnt))
continue;
float angNew = (float)Math.Abs(NMath.LineRadian(ptA, pnt, ptB));
if (angNew > angOld)
{
dtPoint = pnt;
bContinue = true;
break;
}
}
//false 转Step3
} while (bContinue);
//Step3. 若当前网格包围盒内全部网格单元都已被处理完，
// 也即C（p1，p2，p3）内无可见点，则 p3 为的 p1p2 的 DT 点
return true;
}
为了让各位能更容易读懂此文，此文仍会继续补充。如今我将全部源码都存放在了Github上，请各位跟随我到Github去取源码：https://github.com/luzexi/Unity3DNavMesh
转载请注明出处：http://www.luzexi.com
