[unity基礎教程]Unity3D實現動態載入遊戲資源

用Unity3D製作基於web的網路遊戲，不可避免的會用到一個技術-資源動態載入。比如想載入一個大情境的資源，不應該在遊戲的開始讓使用者長時間等待全部資源的載入完畢。應該優先載入使用者附近的情境資源，在遊戲的過程中，不影響操作的情況下，後台載入剩餘的資源，直到所有載入完畢。
 
本文包含一些程式碼片段講述實現這個技術的一種方法。本方法不一定是最好的，希望能拋磚引玉。代碼是C#寫的，用到了Json，還有C#的事件機制。
 
在講述代碼之前，先想象這樣一個網路遊戲的開發流程。首先美工製作情境資源的3D建模，遊戲設計人員把3D建模導進Unity3D，托托拽拽編輯情境，完成後把每個gameobject匯出成XXX.unity3d格式的資源檔（參看BuildPipeline），並且把整個情境的資訊產生一個設定檔，xml或者Json格式（本文使用Json）。最後還要把資源檔和情境設定檔上傳到伺服器，最好使用CMS管理。用戶端運行遊戲時，先讀取伺服器的情境設定檔，再根據玩家的位置從伺服器下載相應的資源檔並載入，然後開始遊戲，注意這裡並不是下載所有的情境資源。在遊戲的過程中，後台繼續載入資源直到所有載入完畢。

一個簡單的情境設定檔的例子：
MyDemoSence.txt
Json代碼：
{
"AssetList" : [{
"Name" : "Chair 1",
"Source" : "Prefabs/Chair001.unity3d",
"Position" : [2,0,-5],
"Rotation" : [0.0,60.0,0.0]
},
{
"Name" : "Chair 2",
"Source" : "Prefabs/Chair001.unity3d",
"Position" : [1,0,-5],
"Rotation" : [0.0,0.0,0.0]
},
{
"Name" : "Vanity",
"Source" : "Prefabs/vanity001.unity3d",
"Position" : [0,0,-4],
"Rotation" : [0.0,0.0,0.0]
},
{
"Name" : "Writing Table",
"Source" : "Prefabs/writingTable001.unity3d",
"Position" : [0,0,-7],
"Rotation" : [0.0,0.0,0.0],
"AssetList" : [{
"Name" : "Lamp",
"Source" : "Prefabs/lamp001.unity3d",
"Position" : [-0.5,0.7,-7],
"Rotation" : [0.0,0.0,0.0]
}]
}]
}

AssetList：情境中資源的列表，每一個資源都對應一個unity3D的gameobject
Name：gameobject的名字，一個情境中不應該重名
Source：資源的實體路徑及檔案名稱
Position：gameobject的座標
Rotation：gameobject的旋轉角度
你會注意到Writing Table裡麵包含了Lamp，這兩個對象是父子的關係。設定檔應該是由程式產生的，手工也可以修改。另外在遊戲上線後，用戶端接收到的設定檔應該是加密並壓縮過的。
 
主程式：
C#代碼：
。。。
public class MainMonoBehavior : MonoBehaviour {

public delegate void MainEventHandler(GameObject dispatcher);

public event MainEventHandler StartEvent;
public event MainEventHandler UpdateEvent;

public void Start() {
ResourceManager.getInstance().LoadSence("Scenes/MyDemoSence.txt");

if(StartEvent != null){
StartEvent(this.gameObject);
}
}

public void Update() {
if (UpdateEvent != null) {
UpdateEvent(this.gameObject);
}
}
}
。。。
}

 
這裡面用到了C#的事件機制。
在start方法裡調用ResourceManager，先載入設定檔。每一次調用update方法，MainMonoBehavior會把update事件分發給ResourceManager，因為ResourceManager註冊了MainMonoBehavior的update事件。
 
ResourceManager.cs
C#代碼：
。。。
private MainMonoBehavior mainMonoBehavior;
private string mResourcePath;
private Scene mScene;
private Asset mSceneAsset;

private ResourceManager() {
mainMonoBehavior = GameObject.Find("Main Camera").GetComponent();
mResourcePath = PathUtil.getResourcePath();
}

public void LoadSence(string fileName) {
mSceneAsset = new Asset();
mSceneAsset.Type = Asset.TYPE_JSON;
mSceneAsset.Source = fileName;

mainMonoBehavior.UpdateEvent += OnUpdate;
}
。。。

 
在LoadSence方法裡先建立一個Asset的對象，這個對象是對應於設定檔的，設定type是Json，source是傳進來的“Scenes/MyDemoSence.txt”。然後註冊MainMonoBehavior的update事件。
 
C#代碼：
public void OnUpdate(GameObject dispatcher) {
if (mSceneAsset != null) {
LoadAsset(mSceneAsset);
if (!mSceneAsset.isLoadFinished) {
return;
}

//clear mScene and mSceneAsset for next LoadSence call
mScene = null;
mSceneAsset = null;
}

mainMonoBehavior.UpdateEvent -= OnUpdate;
}

OnUpdate方法裡調用LoadAsset載入設定檔對象及所有資來源物件。每一幀都要判斷是否載入結束，如果結束清空mScene和mSceneAsset對象為下一次載入做準備，並且取消update事件的註冊。
 
最核心的LoadAsset方法：
 
C#代碼：
private Asset LoadAsset(Asset asset) {

string fullFileName = mResourcePath + "/" + asset.Source;

//if www resource is new, set into www cache
if (!wwwCacheMap.ContainsKey(fullFileName)) {
if (asset.www == null) {
asset.www = new WWW(fullFileName);
return null;
}

if (!asset.www.isDone) {
return null;
}
wwwCacheMap.Add(fullFileName, asset.www);
}
。。。

傳進來的是要載入的資來源物件，先得到它的物理地址，mResourcePath是個全域變數儲存資原始伺服器的網址，得到fullFileName類似http://www.mydemogame.com/asset/Prefabs/xxx.unity3d。然後通過wwwCacheMap判斷資源是否已經載入完畢，如果載入完畢把載入好的www對象放到Map裡緩衝起來。看看前面Json設定檔，Chair 1和Chair 2用到了同一個資源Chair001.unity3d，載入Chair 2的時候就不需要下載了。如果當前幀沒有載入完畢，返回null等到下一幀再做判斷。這就是WWW類的特點，剛開始用WWW下載資源的時候是不能馬上使用的，要等待諾幹幀下載完成以後才可以使用。可以用yield返回www，這樣代碼簡單，但是C#要求調用yield的方法返回IEnumerator類型，這樣限制太多不靈活。
 
繼續LoadAsset方法：
 
C#代碼：
。。。
if (asset.Type == Asset.TYPE_JSON) { //Json
if (mScene == null) {
string jsonTxt = mSceneAsset.www.text;
mScene = JsonMapper.ToObject(jsonTxt);
}

//load scene
foreach (Asset sceneAsset in mScene.AssetList) {
if (sceneAsset.isLoadFinished) {
continue;
} else {
LoadAsset(sceneAsset);
if (!sceneAsset.isLoadFinished) {
return null;
}
}
}
}
。。。

代碼能夠運行到這裡，說明資源都已經下載完畢了。現在開始載入處理資源了。第一次肯定是先載入設定檔，因為是Json格式，用JsonMapper類把它轉換成C#對象，我用的是LitJson開源類庫。然後迴圈遞迴處理情境中的每一個資源。如果沒有完成，返回null，等待下一幀處理。
 
繼續LoadAsset方法：
 
C#代碼：
。。。
else if (asset.Type == Asset.TYPE_GAMEOBJECT) { //Gameobject
if (asset.gameObject == null) {
wwwCacheMap[fullFileName].assetBundle.LoadAll();
GameObject go = (GameObject)GameObject.Instantiate(wwwCacheMap[fullFileName].assetBundle.mainAsset);
UpdateGameObject(go, asset);
asset.gameObject = go;
}

if (asset.AssetList != null) {
foreach (Asset assetChild in asset.AssetList) {
if (assetChild.isLoadFinished) {
continue;
} else {
Asset assetRet = LoadAsset(assetChild);
if (assetRet != null) {
assetRet.gameObject.transform.parent = asset.gameObject.transform;
} else {
return null;
}
}
}
}
}

asset.isLoadFinished = true;
return asset;
}

終於開始處理真正的資源了，從緩衝中找到www對象，調用Instantiate方法執行個體化成Unity3D的gameobject。UpdateGameObject方法設定gameobject各個屬性，如位置和旋轉角度。然後又是一個迴圈遞迴為了載入子物件，處理gameobject的父子關係。注意如果LoadAsset返回null，說明www沒有下載完畢，等到下一幀處理。最後設定載入完成標誌返回asset對象。
 
UpdateGameObject方法：
 
 
C#代碼：

private void UpdateGameObject(GameObject go, Asset asset) {
//name
go.name = asset.Name;

//position
Vector3 vector3 = new Vector3((float)asset.Position[0], (float)asset.Position[1], (float)asset.Position[2]);
go.transform.position = vector3;

//rotation
vector3 = new Vector3((float)asset.Rotation[0], (float)asset.Rotation[1], (float)asset.Rotation[2]);
go.transform.eulerAngles = vector3;
}

這裡只設定了gameobject的3個屬性，眼力好的同學一定會發現這些對象都是“死的”，因為少了指令碼屬性，它們不會和玩家互動。設定指令碼屬性要複雜的多，編譯好的指令碼隨著主程式下載到本地，它們也應該通過設定檔載入，再通過C#的反射建立指令碼對象，賦給相應的gameobject。
 
最後是Scene和asset代碼：
 
C#代碼：
public class Scene {
public List AssetList {
get;
set;
}
}

public class Asset {

public const byte TYPE_JSON = 1;
public const byte TYPE_GAMEOBJECT = 2;

public Asset() {
//default type is gameobject for json load
Type = TYPE_GAMEOBJECT;
}

public byte Type {
get;
set;
}

public string Name {
get;
set;
}

public string Source {
get;
set;
}

public double[] Bounds {
get;
set;
}

public double[] Position {
get;
set;
}

public double[] Rotation {
get;
set;
}

public List AssetList {
get;
set;
}

public bool isLoadFinished {
get;
set;
}

public WWW www {
get;
set;
}

public GameObject gameObject {
get;
set;
}
}

代碼就講完了，在我實際測試中，會看到gameobject一個個載入並顯示在螢幕中，並不會影響到遊戲操作。代碼還需要進一步完善適合更多的資源類型，如動畫資源，文本，字型，圖片和聲音資源。
 
動態載入資源除了網路遊戲必需，對於大公司的遊戲開發也是必須的。它可以讓遊戲策劃（負責情境設計），美工和程式3個角色獨立出來，極大提高開發效率。試想如果策劃改變了什麼NPC的位置，美工改變了某個動畫，或者改變了某個程式，大家都要重新倒入一遍資源是多麼低效和麻煩的一件事。