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Unity3D 打造基于AStar的寻路与导航详解

时间:2025/7/12 5:44:12来源:https://blog.csdn.net/Thomas_YXQ/article/details/140147352 浏览次数:0次

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。

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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:

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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)

更多教学视频

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