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程序丨如何解决Unity3D场景加载中出现的问题?

2017-05-12 崔嘉艺 Gad-腾讯游戏开发者平台

译者:崔嘉艺(milan21)

审校:崔国军(飞扬971)


为什么会想要和大家说说Unity3D中加载场景,主要是因为在项目的场景中经常会出现一些问题,所以在这里就想和大家分享一些加载场景的想法。


你如何对一个“关卡”进行编程?


这在游戏引擎中通常不是一个问题,但Unity需要你将每个“关卡”隔离为一个场景。并且Unity的场景有一些奇怪的设计选择(或者就是bug?) - 感觉他们引擎的场景是为玩具项目设计的,而不是为产品级别的游戏所设计。


这里有一个什么起作用、什么不起作用、以及我如何解决/在Unity内做得更好的意识流。。。这些内容没有经过仔细研究,大多是来自记忆或我自己的拍脑袋。 所以。。。这篇文章里面记录的内容可能不是全部是真的:)。


当我切换到Unreal4的时候,我将使用这样的帖子作为基准来比较Unity为什么会失败,以及多么糟糕 - 反之亦然。


更新:我添加了更多的方法和想法/评论


举个简单的例子来说:

1.加载场景的时候,游戏中的所有内容都将被销毁。

2.场景不能带参数。

3.场景不能保留状态。

4.场景不能在代码中构造或是修改。 程序化的游戏? 哈哈! 根本没有机会!

5.你不能一次编辑多个场景(这是荒谬的,给开发带来不必要地痛苦)。

6. 。。。和一堆其他问题,其中许多问题是上述问题的副作用。


更多Unity的bug使得你在处理这个问题的时候感觉像是在地狱里


1.当场景加载的时候,没有办法告诉Unity要运行什么代码。


•这是必需的,因为Unity拒绝让你传递参数。

•因为没有办法传递参数,所以你必须依赖Awake(),Start()和OnEnable()方法。

•这三种方法被定义为在对象之间以“随机”的顺序进行运行。

•如果你有一个需要被查找、加载和定位的参数,可以将其放在Awake()函数之中。

•如果需要对这个参数做全局引用,则必须在Start()函数运行期间设置它,否则不能保证它已被找到。

•任何需要使用该参数的代码都不能写在OnEnable()之外的其他方法中。

•。。。但是:很多(绝大多数?)理应在Start()方法中的代码,如果写在OnEnable()中就不能正常工作了,因为Start()和OnEnable()这两个方法做的是不同的事情!

Unity的场景加载太烦人了。


一些常见的解决方法


Unity5:增量加载


你可以加载一个场景,然后在这个的基础之上加载另一个场景。在某种程度上这个功能在UnityPro中一直存在(比如允许“关卡加载器”的场景等等),但是Unity5对这一点进行了升级和扩展。


根据我的理解,Unity5并没有解决这些问题,但它确实减轻了这些问题。 特别是,我已经看到了编辑器的修改记录,以改善一次加载多个场景的处理。但我自己还没有尝试过这块(我还使用Unity4的版本)。从我看过的视频来看,它看起来像是一个明确的改进,但距离我称之为“标准”的游戏引擎仍然有相当长的一段时间。


如果你能使用Unity5,请看看你可以走多远。然后把有关你的提示和技巧通过推特发给我。


不要选择“在加载的时候删除一切(DontDestroyOnLoad)”


你可以标记任意数量的游戏物体为“嘿,Unity! 当你删除一切(这是愚蠢的主意,但是可行)的时候,请不要删除这些游戏物体!


在理论上,这意味着你可以编写自己的迷你游戏引擎(你为什么要再次使用Unity,因为你一直想重新发明轮子,对吗?),然后把所有的游戏数据存储为一个“不要销毁”的对象,然后在新场景完成加载后解析并加载刚才那个“不要销毁”的对象。


这不解决任何问题-它只是将问题转移到一个新的地方,但至少它们现在是在你的代码中进行处理,而不是在Unity的代码中进行处理。你最终会写自己的迷你游戏引擎。你从Unity获得的是几乎零帮助,并。。。使这个问题更难。。。你必须保持与Unity的专有数据处理的兼容:初始化协议,蹩脚的序列化等等。


静态变量


这是做“不要在加载的时候删除一切(DontDestroyOnLoad)”的“真正的”方式,“不要在加载的时候删除一切(DontDestroyOnLoad)”是内置于编程语言的标准方法。 它让我觉得奇怪的是,Unity在有了一个更标准的方法以后,还添加了“不要在加载的时候删除一切” 是不是一个初级程序员谁不知道如何使用“静态”关键字?还是有一些令人讨厌的埋在Unity核心引擎的东西打破了静态? (提示:我几乎可以保证它会是序列化系统中的某个地方的一个bug,我很讨厌这一点,如果你还没有注意到的话)。 在Unity的架构中几乎所有的东西都会与那个怪物打交道!)


它似乎对我来说总是工作正常。但它是可怕的:它什么时候会停止工作? 你怎么才能知道这一点? 有什么Unity的bug潜伏在这里?


自包含的场景


拿掉所有的游戏逻辑,我们已经把数据作为参数传递给了你的场景(在任何正常的引擎中)。。。而不是将参数嵌入在场景之内。


当场景加载的时候,它运行这个逻辑,然后发现“哦! 我似乎缺少很多核心数据。我最好在运行的过程重新创建它!


这是一个曲折的逻辑,对那些新加入你的团队的开发者来说可能非常混乱(并且也可能混乱到了你自己,如果你从项目中休息了一段时间再回来)。但它有一些显著的好处:


你可以在游戏中运行场景。。。或。。。直接从Unity编辑器运行它,它将表现的(几乎)相同。可以以这种方式进行更快的测试+调试


场景保持着自包含的特点。 这是Unity的设计师“打算”你使用场景(虽然这对于游戏来说是一个非常糟糕的解决方案)的方式。 这对你的游戏的源代码控制和多用户编辑有一些微小的好处:如果你这样工作的话,你会遇到少量的Unity核心bug。


理论上:更多的“场景特定”的代码位于场景中(在Unity编辑器中)。当你的项目变大的时候,在理论上:这使得理解发生了什么更容易,因为代码+对象对于彼此都是本地局部的。我不完全确认这一点:与Unity那种比较差的安排代码+数据的方式相比。。。在实践中,这个局部性可能不明显(Unity编辑器“隐藏”了局部性,所以你作为开发人员并没有从中得到什么好处)。


使用预制件(Prefabs)


好吧,我遇到过那些声称这样做的人-在编辑器中创建场景,然后将所有内容转换为预制件,然后在场景加载的时候加载预制件,传递不同的“要加载的预制件的名字”列表。


哦,请不要这么做!

首先:Unity中的预制件对于这种复杂的情况会被严重破坏。他们不能正常工作,你应该尽可能避免使用预制件-除了那些最简单的用例(非嵌套、简单的小预制件)。


第二:哇,这很曲折。 你正在滥用“模板化的对象系统”来绕过“数据层”和“场景加载器”中的设计缺陷。它可能是一种天才做法-但它是那种不寻常的天才做法,它很容易在未来的更新后的引擎被破坏,而Unity可以合法地说:“嗯?你为什么要这样做?“


如果它在你的项目中正常工作,这太棒了! 但对我来说,这总是一个隐患。可能我错过了一些好的做法,这可能是一个比我意识到的更好的路线。在大多数情况下,这是事实,Unity不能处理正确复杂的预制件是事实。Unity5据称修复了一些预制件方面的错误,所以。。。我会在某个时候再考虑使用预制件。然而,Unity中的预制件方面的历史是非常丑陋的,我会非常谨慎的信任他们。


这些问题的解决方法


Unity不支持字典和哈希表

这是一个巨大的散发着臭味的问题(纵观整个Unity的历史!)。

它改变了上述解决方法中的利弊平衡。你不能简单地添加命名参数到你的静态方法和 “不要在加载的时候删除一切”的列表中-因为Unity会穿过编程语言来直接删除/销毁/损坏它们。


(我说过我讨厌Unity的破天荒的序列化系统吗?好吧,我非常讨厌这个系统)。


最后,我发现“不要在加载的时候删除一切(DontDestroyOnLoad)”最有吸引力的部分是你可以使用:


1GameObject param1 = ... ;
2GameObject persistentObject = ... ;
3
4param1.transform.parent = persistentObject.transform;
5
6//param1.tag = ... oh, no - can't do this. Unity's tags are hardcoded (that is NOT what Tag means, guys!)
7
8param1.name = "Parameter 1";


然后,你可以使用类似以下的内容来对它进行检索:


1GameObject persistentObject = ... ;
2GameObject param1 = persistentObject.Find( "Parameter 1" );


(假设你不知何故得到了一个持久对象的引用。。。举个简单的例子来说,使它成为一个单例)。


我相信你也可以使用静态对象来做到这一点(?)但是。。。把一整个对象关系图隐藏在一个静态成员变量里面可能会进入“这可能会暴露Unity序列化的Bug”的领域。 最好避免这么做:不要浪费太多的时间在调试Unity上。


理想/正确的解决方案


数据就是数据


我们回到那个Unity中反复出现的问题,它对引擎的破坏这么大:Unity拒绝承认“数据”就是“数据”。 它坚持:“不,不! 数据是代码和对象还有图形和物理对象以及。。。和。。。和。。。和。。。“。


(让我们澄清一点:有经验的程序员看不起Unity的方法,而且一般都是非常尖刻不留情。这不是因为我们对其他引擎和方法狂热- 而是Unity的编程方法在20世纪80年代就基本上死了。它没有做什么限制,很快就被证明很难创建复杂的程序比如说是视频游戏)。


理想情况下,我们会将游戏的数据存储为数据,并在加载的时候将数据传递给场景。 Unity阻止我们这样做。我们为模拟这一切而做的一切(例如嵌入JSON(反)序列化器)是搬掉Unity路障的解决方法。


当前的实验


我已经在以前的Unity项目中尝试了大多数以上的方法,没有一个做得特别好。

这次尝试什么?


这里是我目前的需求:

1.当场景加载的时候,我需要注入玩家角色。这是一个复杂的对象,包括渲染、物理和程序化网格。


2.当场景加载的时候,我需要单独配置一些不可见的状态:比如玩家的特征(例如命中点、得分)。。。这些不可见的状态关卡会克隆并用作可见状态(在关卡变化期间的命中点。当你开始一个关卡时候的命中点会“保存”那些不变的值)。


3.当场景加载的时候,。。。我也有不可见的状态,用于生成其他状态。举个简单的例子来说,关于到目前为止已经探索了这个关卡多少的信息、 战争迷雾等等。


4.当玩家完成关卡的时候,我需要选择一些数据保存到主菜单,并保存到磁盘中。


5.当玩家完成关卡的时候,我需要存储“之前”和“之后”之间的差异,以便我可以授予各种徽章/成就和一次性奖励等等。此外,以便我可以展示“ 这是你已经实现的成就!“的最终结束界面。


解决办法


我已经放弃了:我写了一个自己的迷你引擎来解决Unity可怕的场景管理。回顾我的许多Unity项目,我已经用了很多天,可能超过一个星期,不得不不断地重新实现这个核心功能,因为Unity版本的场景管理情况令人难以置信的混乱。


这是诸多bug的其中一个,就是这些bug让我认为Unity的技术负责人从来不自己写游戏。如果他们这样自己写游戏的话,他们不会忍受这种渣问题的。


简短的描述:

  • 每次场景开始加载的时候,写一个类加载钩子(使用C#)。

  • 调试Unity加载场景的时候所有正式文档之外的API调用。这可能需要很长时间。

  • 做反向工程来知道Unity场景的哪些部分是“有效”和何时“有效”。

  • 编写每个商业游戏引擎(Unity除外!)用于管理场景加载的那种代码。

  • 将其包装在API中。

  • 。。。

  • 永远不要在Unity的场景系统里面再处理这个问题,永远永远都不要!


有用的功能


对两个游戏物体进行“比对”寻找差异化

这将是非常有用的。这将使得上面的许多解决方法更加容易。

这个功能也内置于Unity之中。我们知道这一点:序列化系统依赖于这个功能。


但是他们不允许我们访问(就我所知:我没有看到一个公共API会去调用这个功能)。

 “克隆”一个游戏物体,保持对原始游戏物体的引用

所有面向对象编程语言的对象(包括C#)会跟踪它们所创建的类。


如果Unity再次使用“clone object1 to create object2”来做同样的事情,这将使许多上面的方法更加容易,也更加不容易出错。


【版权声明】

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