Unity3D 打造基于AStar的寻路与导航详解

在游戏开发中，寻路与导航是一个至关重要的功能，它能够使游戏角色自动找到最优路径，避开障碍物，实现自动导航，从而提升游戏体验。AStar（A*）算法作为一种广泛应用的寻路算法，因其高效性和准确性而备受青睐。本文将详细介绍如何在Unity3D中实现基于AStar算法的寻路与导航功能，并提供相关的技术详解和代码实现。

对惹，这里有一个游戏开发交流小组，大家可以点击进来一起交流一下开发经验呀！

技术详解

AStar算法基础

AStar算法是一种启发式搜索算法，它通过评估节点的G值（起点到当前节点的实际代价）、H值（当前节点到终点的估算代价）以及F值（G值和H值的和）来找到从起点到终点的最短路径。其核心思想是通过不断扩展当前最优的路径，直到找到终点。

Unity3D中的实现步骤

在Unity3D中实现AStar算法，大致可以分为以下几个步骤：

创建地图和节点：首先，在Unity3D中创建一个地图，可以是2D或3D的，然后将地图划分为多个节点。每个节点代表一个可行走的区域，节点之间可以通过连接线相互连接。
编写节点和地图的脚本：创建一个Node类来表示地图中的每个节点，包含节点的位置、父节点、G值、H值和F值等属性。同时，实现地图网格的表示，可以是二维数组或者更复杂的网格结构。
实现AStar算法：在Unity中创建一个AStar类，包含AStar算法的核心逻辑，如节点的评估、邻居节点的获取、开放列表和关闭列表的管理等。
控制角色移动：通过编写脚本来控制游戏角色按照AStar算法计算出的路径进行移动。

代码实现

节点类（Node）

首先，定义一个Node类来表示地图中的每个节点：

csharp复制代码

	using UnityEngine;

	public class Node
	{
	public Vector3 position;
	public Node parent;
	public int gCost;
	public int hCost;

	public int fCost => gCost + hCost;

	public Node(Vector3 pos)
	{
	position = pos;
	}
	}

AStar算法类（AStar）

然后，实现AStar算法的逻辑：

csharp复制代码

	using System.Collections.Generic;
	using UnityEngine;

	public class AStar : MonoBehaviour
	{
	public Transform startNode;
	public Transform endNode;
	public LayerMask obstacleMask;
	public float nodeRadius;

	private List<Node> openList = new List<Node>();
	private HashSet<Node> closedList = new HashSet<Node>();

	public List<Node> FindPath(Vector3 startPos, Vector3 targetPos)
	{
	Node startNode = new Node(startPos);
	Node targetNode = new Node(targetPos);

	openList.Add(startNode);

	while (openList.Count > 0)
	{
	Node currentNode = openList[0];
	for (int i = 1; i < openList.Count; i++)
	{
	if (openList[i].fCost < currentNode.fCost \|\| (openList[i].fCost == currentNode.fCost && openList[i].hCost < currentNode.hCost))
	{
	currentNode = openList[i];
	}
	}

	openList.Remove(currentNode);
	closedList.Add(currentNode);

	if (currentNode.position == targetPos)
	{
	return RetracePath(startNode, targetNode);
	}

	foreach (Node neighbour in GetNeighbours(currentNode))
	{
	if (!closedList.Contains(neighbour) && !Physics.CheckSphere(neighbour.position, nodeRadius, obstacleMask))
	{
	int newCostToNeighbour = currentNode.gCost + GetDistance(currentNode, neighbour);
	if (newCostToNeighbour < neighbour.gCost \|\| !openList.Contains(neighbour))
	{
	neighbour.gCost = newCostToNeighbour;
	neighbour.hCost = GetDistance(neighbour, targetPos);
	neighbour.parent = currentNode;
	if (!openList.Contains(neighbour))
	{
	openList.Add(neighbour);
	}
	}
	}
	}
	}

	return null;
	}

	private List<Node> RetracePath(Node startNode, Node endNode)