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Faye Euler's blog

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在Unity3D的网络游戏中实现资源动态加载  

2011-08-18 09:48:37|  分类: Unity3D |  标签: |举报 |字号 订阅

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用Unity3D制作基于web的网络游戏,不可避免的会用到一个技术-资源动态加载。比如想加载一个大场景的资源,不应该在游戏的开始让用户长时间等待全部资源的加载完毕。应该优先加载用户附近的场景资源,在游戏的过程中,不影响操作的情况下,后台加载剩余的资源,直到所有加载完毕。

本文包含一些代码片段讲述实现这个技术的一种方法。本方法不一定是最好的,希望能抛砖引玉。代码是C#写的,用到了Json,还有C#的事件机制。

在讲述代码之前,先想象这样一个网络游戏的开发流程。首先美工制作场景资源的3D建模,游戏设计人员把3D建模导进Unity3D,托托拽拽编辑场景,完成后把每个gameobject导出成XXX.unity3d格式的资源文件(参看BuildPipeline),并且把整个场景的信息生成一个配置文件,xml或者Json格式(本文使用Json)。最后还要把资源文件和场景配置文件上传到服务器,最好使用CMS管理。客户端运行游戏时,先读取服务器的场景配置文件,再根据玩家的位置从服务器下载相应的资源文件并加载,然后开始游戏,注意这里并不是下载所有的场景资源。在游戏的过程中,后台继续加载资源直到所有加载完毕。

一个简单的场景配置文件的例子:
MyDemoSence.txt
  1. {
  2. "AssetList" : [{
  3. "Name" : "Chair 1",
  4. "Source" : "Prefabs/Chair001.unity3d",
  5. "Position" : [2,0,-5],
  6. "Rotation" : [0.0,60.0,0.0]
  7. },
  8. {
  9. "Name" : "Chair 2",
  10. "Source" : "Prefabs/Chair001.unity3d",
  11. "Position" : [1,0,-5],
  12. "Rotation" : [0.0,0.0,0.0]
  13. },
  14. {
  15. "Name" : "Vanity",
  16. "Source" : "Prefabs/vanity001.unity3d",
  17. "Position" : [0,0,-4],
  18. "Rotation" : [0.0,0.0,0.0]
  19. },
  20. {
  21. "Name" : "Writing Table",
  22. "Source" : "Prefabs/writingTable001.unity3d",
  23. "Position" : [0,0,-7],
  24. "Rotation" : [0.0,0.0,0.0],
  25. "AssetList" : [{
  26. "Name" : "Lamp",
  27. "Source" : "Prefabs/lamp001.unity3d",
  28. "Position" : [-0.5,0.7,-7],
  29. "Rotation" : [0.0,0.0,0.0]
  30. }]
  31. }]
  32. }

AssetList:场景中资源的列表,每一个资源都对应一个unity3D的gameobject
Name:gameobject的名字,一个场景中不应该重名
Source:资源的物理路径及文件名
Position:gameobject的坐标
Rotation:gameobject的旋转角度
你会注意到Writing Table里面包含了Lamp,这两个对象是父子的关系。配置文件应该是由程序生成的,手工也可以修改。另外在游戏上线后,客户端接收到的配置文件应该是加密并压缩过的。

主程序:
  1. 。。。
  2. public class MainMonoBehavior : MonoBehaviour {
  3. public delegate void MainEventHandler(GameObject dispatcher);
  4. public event MainEventHandler StartEvent;
  5. public event MainEventHandler UpdateEvent;
  6. public void Start() {
  7. ResourceManager.getInstance().LoadSence("Scenes/MyDemoSence.txt");
  8. if(StartEvent != null){
  9. StartEvent(this.gameObject);
  10. }
  11. }
  12. public void Update() {
  13. if (UpdateEvent != null) {
  14. UpdateEvent(this.gameObject);
  15. }
  16. }
  17. }
  18. 。。。
  19. }

这里面用到了C#的事件机制,大家可以看看我以前翻译过的国外一个牛人的文章。C# 事件和Unity3D
在start方法里调用ResourceManager,先加载配置文件。每一次调用update方法,MainMonoBehavior会把update事件分发给ResourceManager,因为ResourceManager注册了MainMonoBehavior的update事件。

ResourceManager.cs
  1. 。。。
  2. private MainMonoBehavior mainMonoBehavior;
  3. private string mResourcePath;
  4. private Scene mScene;
  5. private Asset mSceneAsset;
  6. private ResourceManager() {
  7. mainMonoBehavior = GameObject.Find("Main Camera").GetComponent<MainMonoBehavior>();
  8. mResourcePath = PathUtil.getResourcePath();
  9. }
  10. public void LoadSence(string fileName) {
  11. mSceneAsset = new Asset();
  12. mSceneAsset.Type = Asset.TYPE_JSON;
  13. mSceneAsset.Source = fileName;
  14. mainMonoBehavior.UpdateEvent += OnUpdate;
  15. }
  16. 。。。

在LoadSence方法里先创建一个Asset的对象,这个对象是对应于配置文件的,设置type是Json,source是传进来的“Scenes/MyDemoSence.txt”。然后注册MainMonoBehavior的update事件。
  1. public void OnUpdate(GameObject dispatcher) {
  2. if (mSceneAsset != null) {
  3. LoadAsset(mSceneAsset);
  4. if (!mSceneAsset.isLoadFinished) {
  5. return;
  6. }
  7. //clear mScene and mSceneAsset for next LoadSence call
  8. mScene = null;
  9. mSceneAsset = null;
  10. }
  11. mainMonoBehavior.UpdateEvent -= OnUpdate;
  12. }

OnUpdate方法里调用LoadAsset加载配置文件对象及所有资源对象。每一帧都要判断是否加载结束,如果结束清空mScene和mSceneAsset对象为下一次加载做准备,并且取消update事件的注册。

最核心的LoadAsset方法:
  1. private Asset LoadAsset(Asset asset) {
  2. string fullFileName = mResourcePath + "/" + asset.Source;
  3. //if www resource is new, set into www cache
  4. if (!wwwCacheMap.ContainsKey(fullFileName)) {
  5. if (asset.www == null) {
  6. asset.www = new WWW(fullFileName);
  7. return null;
  8. }
  9. if (!asset.www.isDone) {
  10. return null;
  11. }
  12. wwwCacheMap.Add(fullFileName, asset.www);
  13. }
  14. 。。。

传进来的是要加载的资源对象,先得到它的物理地址,mResourcePath是个全局变量保存资源服务器的网址,得到fullFileName类似http://www.mydemogame.com/asset/Prefabs/xxx.unity3d。然后通过wwwCacheMap判断资源是否已经加载完毕,如果加载完毕把加载好的www对象放到Map里缓存起来。看看前面Json配置文件,Chair 1和Chair 2用到了同一个资源Chair001.unity3d,加载Chair 2的时候就不需要下载了。如果当前帧没有加载完毕,返回null等到下一帧再做判断。这就是WWW类的特点,刚开始用WWW下载资源的时候是不能马上使用的,要等待诺干帧下载完成以后才可以使用。可以用yield返回www,这样代码简单,但是C#要求调用yield的方法返回IEnumerator类型,这样限制太多不灵活。

继续LoadAsset方法:
  1. 。。。
  2. if (asset.Type == Asset.TYPE_JSON) { //Json
  3. if (mScene == null) {
  4. string jsonTxt = mSceneAsset.www.text;
  5. mScene = JsonMapper.ToObject<Scene>(jsonTxt);
  6. }
  7. //load scene
  8. foreach (Asset sceneAsset in mScene.AssetList) {
  9. if (sceneAsset.isLoadFinished) {
  10. continue;
  11. } else {
  12. LoadAsset(sceneAsset);
  13. if (!sceneAsset.isLoadFinished) {
  14. return null;
  15. }
  16. }
  17. }
  18. }
  19. 。。。

代码能够运行到这里,说明资源都已经下载完毕了。现在开始加载处理资源了。第一次肯定是先加载配置文件,因为是Json格式,用JsonMapper类把它转换成C#对象,我用的是LitJson开源类库。然后循环递归处理场景中的每一个资源。如果没有完成,返回null,等待下一帧处理。

继续LoadAsset方法:
  1. 。。。
  2. else if (asset.Type == Asset.TYPE_GAMEOBJECT) { //Gameobject
  3. if (asset.gameObject == null) {
  4. wwwCacheMap[fullFileName].assetBundle.LoadAll();
  5. GameObject go = (GameObject)GameObject.Instantiate(wwwCacheMap[fullFileName].assetBundle.mainAsset);
  6. UpdateGameObject(go, asset);
  7. asset.gameObject = go;
  8. }
  9. if (asset.AssetList != null) {
  10. foreach (Asset assetChild in asset.AssetList) {
  11. if (assetChild.isLoadFinished) {
  12. continue;
  13. } else {
  14. Asset assetRet = LoadAsset(assetChild);
  15. if (assetRet != null) {
  16. assetRet.gameObject.transform.parent = asset.gameObject.transform;
  17. } else {
  18. return null;
  19. }
  20. }
  21. }
  22. }
  23. }
  24. asset.isLoadFinished = true;
  25. return asset;
  26. }

终于开始处理真正的资源了,从缓存中找到www对象,调用Instantiate方法实例化成Unity3D的gameobject。UpdateGameObject方法设置gameobject各个属性,如位置和旋转角度。然后又是一个循环递归为了加载子对象,处理gameobject的父子关系。注意如果LoadAsset返回null,说明www没有下载完毕,等到下一帧处理。最后设置加载完成标志返回asset对象。

UpdateGameObject方法:
  1. private void UpdateGameObject(GameObject go, Asset asset) {
  2. //name
  3. go.name = asset.Name;
  4. //position
  5. Vector3 vector3 = new Vector3((float)asset.Position[0], (float)asset.Position[1], (float)asset.Position[2]);
  6. go.transform.position = vector3;
  7. //rotation
  8. vector3 = new Vector3((float)asset.Rotation[0], (float)asset.Rotation[1], (float)asset.Rotation[2]);
  9. go.transform.eulerAngles = vector3;
  10. }

这里只设置了gameobject的3个属性,眼力好的同学一定会发现这些对象都是“死的”,因为少了脚本属性,它们不会和玩家交互。设置脚本属性要复杂的多,编译好的脚本随着主程序下载到本地,它们也应该通过配置文件加载,再通过C#的反射创建脚本对象,赋给相应的gameobject。

最后是Scene和asset代码:
  1. public class Scene {
  2. public List<Asset> AssetList {
  3. get;
  4. set;
  5. }
  6. }
  7. public class Asset {
  8. public const byte TYPE_JSON = 1;
  9. public const byte TYPE_GAMEOBJECT = 2;
  10. public Asset() {
  11. //default type is gameobject for json load
  12. Type = TYPE_GAMEOBJECT;
  13. }
  14. public byte Type {
  15. get;
  16. set;
  17. }
  18. public string Name {
  19. get;
  20. set;
  21. }
  22. public string Source {
  23. get;
  24. set;
  25. }
  26. public double[] Bounds {
  27. get;
  28. set;
  29. }
  30. public double[] Position {
  31. get;
  32. set;
  33. }
  34. public double[] Rotation {
  35. get;
  36. set;
  37. }
  38. public List<Asset> AssetList {
  39. get;
  40. set;
  41. }
  42. public bool isLoadFinished {
  43. get;
  44. set;
  45. }
  46. public WWW www {
  47. get;
  48. set;
  49. }
  50. public GameObject gameObject {
  51. get;
  52. set;
  53. }
  54. }


代码就讲完了,在我实际测试中,会看到gameobject一个个加载并显示在屏幕中,并不会影响到游戏操作。代码还需要进一步完善适合更多的资源类型,如动画资源,文本,字体,图片和声音资源。

动态加载资源除了网络游戏必需,对于大公司的游戏开发也是必须的。它可以让游戏策划(负责场景设计),美工和程序3个角色独立出来,极大提高开发效率。试想如果策划改变了什么NPC的位置,美工改变了某个动画,或者改变了某个程序,大家都要重新倒入一遍资源是多么低效和麻烦的一件事。
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