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第9章 Unity3D智能寻路导航

Unity3D Navigation System

虚拟现实技术与开发

实现AI自动寻路与智能导航

本章内容概览

导航系统基础

  • 导航系统概述
  • NavMesh导航网格
  • NavMeshAgent代理

核心组件

  • Off-Mesh Link离网链接
  • NavMeshObstacle障碍物

实践应用

  • 创建导航网格
  • 设置寻路代理
  • 编写寻路脚本
  • 结合动画状态机

9.1 导航系统概述

导航系统：游戏开发中实现AI自动寻路的关键技术，让NPC智能移动

Unity导航系统组成

组件 功能
NavMesh 导航网格，表示可行走区域
NavMeshAgent 导航代理，执行寻路
Off-Mesh Link 离网链接，实现跳跃、爬高
NavMeshObstacle 动态障碍物

导航系统特点

9.1.1 NavMesh导航网格

NavMesh：Unity自动生成的导航网格，表示可行走区域

创建导航网格步骤

  1. 选中场景中的地面/平台物体
  2. Inspector → Static下拉菜单
  3. 勾选Navigation Static

烘焙参数

参数 说明
Agent Radius 代理半径（可行走区域宽度）
Agent Height 代理高度（可行走区域高度）
Max Slope 最大坡度
Step Height 台阶高度

9.1.2 NavMeshAgent导航代理

NavMeshAgent：挂载在需要寻路的角色上，执行自动寻路

添加代理

选中角色 → Component → Navigation → NavMeshAgent

主要属性

属性 说明
Speed 移动速度
Angular Speed 转向速度
Acceleration 加速度
Stopping Distance 停止距离（到达目标前停止）
Auto Braking 自动制动
Radius 代理半径
Height 代理高度

9.1.3 编写寻路脚本

设置目标点

using UnityEngine;
using UnityEngine.AI;

public class PlayerMove : MonoBehaviour {
    private NavMeshAgent agent;
    public Transform target; // 目标点

    void Start() {
        agent = GetComponent<NavMeshAgent>();
        agent.SetDestination(target.position);
    }
}

点击移动

void Update() {
    if (Input.GetMouseButtonDown(0)) {
        Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
        RaycastHit hit;
        if (Physics.Raycast(ray, out hit)) {
            agent.SetDestination(hit.point);
        }
    }
}

9.1.4 结合动画状态机

寻路与动画联动

public class PlayerMove : MonoBehaviour {
    private NavMeshAgent agent;
    private Animator anim;

    void Start() {
        agent = GetComponent<NavMeshAgent>();
        anim = GetComponent<Animator>();
    }

    void Update() {
        // 设置speed参数控制动画
        anim.SetFloat("speed", agent.velocity.magnitude);
    }
}

动画状态机设置

9.2 Off-Mesh Link离网链接

Off-Mesh Link：实现跳跃、爬高等非常规路径

使用场景

创建步骤

  1. GameObject → Create Empty
  2. Component → Navigation → Off Mesh Link
  3. 设置Start Point和End Point
  4. 调整Cost Override（代价）

参数说明

9.3 NavMeshObstacle动态障碍物

NavMeshObstacle：动态障碍物，代理会自动绕行

添加障碍物

选中物体 → Component → Navigation → NavMesh Obstacle

主要属性

属性 说明
Shape 形状（Capsule/Box）
Center 中心点
Size 大小
Carve 是否切割导航网格
Move Threshold 移动阈值
Time To Stationary 静止时间

9.3.1 Carve模式详解

普通模式 vs Carve模式

模式 特点
普通模式 代理绕行，障碍物移动时重新计算路径
Carve模式 实时切割导航网格，性能开销更大

Carve适用场景

性能建议：静态障碍物使用Navigation Static，动态障碍物使用NavMeshObstacle

9.4 综合实例：点击移动

场景搭建

  1. 创建Plane作为地面
  2. 创建Cube作为障碍物
  3. 导入角色模型

设置导航

  1. Plane和Cube勾选Navigation Static
  2. Window → Navigation → Bake烘焙
  3. 角色添加NavMeshAgent组件

编写脚本

// 点击地面移动角色
if (Input.GetMouseButtonDown(0)) {
    Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
    if (Physics.Raycast(ray, out hit)) {
        agent.SetDestination(hit.point);
    }
}

本章小结

重点掌握

  • 导航系统组成
  • NavMesh创建与烘焙
  • NavMeshAgent属性设置
  • SetDestination设置目标
  • 寻路与动画结合

了解拓展

  • Off-Mesh Link使用
  • NavMeshObstacle设置
  • Carve模式
  • 寻路性能优化

思考题：简述Unity导航系统组成及各组件功能

答案：NavMesh（导航网格）、NavMeshAgent（导航代理）、Off-Mesh Link（离网链接）、NavMeshObstacle（动态障碍物）