[游戏开发]3D游戏编程与设计 井字棋

作业要求

• 游戏内容： 井字棋 或 贷款计算器 或 简单计算器 等等
• 技术限制： 仅允许使用?IMGUI?构建 UI
• 作业目的：
  • 了解 OnGUI() 事件，提升 debug 能力
  • 提升阅读 API 文档能力?

游戏预览

start开始游戏：

游戏结束，restart可重新开始游戏：

前置知识学习

OnGUI

查阅官方文档可得 ：OnGUI:?Called multiple times per frame in response to GUI events. The Layout and Repaint events are processed first, followed by a Layout and keyboard/mouse event for each input event.

即OnGUI每帧都会调用多次，先处理布局和重绘事件，再处理输入引起的布局、鼠标键盘事件。

GUI相关脚本

查阅脚本文档：GUI.Buttonhttps://docs.unity3d.com/ScriptReference/GUI.Button.htmlGUI.Labelhttps://docs.unity3d.com/ScriptReference/GUI.Label.htmlRecthttps://docs.unity3d.com/ScriptReference/Rect.html其中Rect原点为左上，向右为正x，向下为正y。

分析设计

该游戏不需要实际的GameObject，事务逻辑通过OnGUI即可进行处理，所以使用一个空GameObject挂载一个脚本就可以完成游戏的编写。

棋盘通过矩阵来表示，UI实现使用GUI.Button。OnGUI每一帧都会执行，因此每次执行的逻辑是：

• 判断是否开始游戏，绘制start\restart按钮，按下按钮触发相应事件
• 判断游戏是否结束
• 根据矩阵绘制棋盘，按下按钮触发相应事件

使用ECS，将实体、部件、系统三者分离，因此代码主要分为OnGUI负责交互与呈现，win、remake、start负责逻辑，变量负责数据。

代码实现

变量

    private int[, ] matrix = new int[3, 3];            // 矩阵表示九个格子
    private int player = 1;                            // 当前下棋玩家
    private bool start = false;                        // 游戏是否开始

?start

void Start()
{
    remake();            // 重置游戏
}

remake

重置关于游戏的各种变量。

    void remake()
    {
        start = false;
        player = 1;
        for(int i = 0; i < 3; i++)
        {
            for (int j = 0; j < 3; j++)
            {
                matrix[i, j] = 0;            // 重置棋盘
            }
        }
    }

win

判断是否有玩家胜利、平局、继续游戏。

    int win()
    {
        // 计算行的和是否为3或-3判断胜利
        for (int i = 0; i < 3; i++)
        {
            int sum = 0;
            for (int j = 0; j < 3; j++)
            {
                sum += matrix[i, j];
            }

            if (sum == 3)
            {
                return 1;
            }
            else if (sum == -3)
            {   
                return 2;
            }
        }

        // 计算列的和是否为3或-3判断胜利        
        for (int i = 0; i < 3; i++)
        {
            int sum = 0;
            for (int j = 0; j < 3; j++)
            {
                sum += matrix[j, i];
            }

            if (sum == 3)
            {
                return 1;
            }
            else if (sum == -3)
            {
                return 2;
            }
        }

        // 计算对角线的和是否为3或-3判断胜利
        int lr = matrix[0, 0] + matrix[1, 1] + matrix[2, 2];
        int rl = matrix[2, 0] + matrix[1, 1] + matrix[0, 2];
        if (lr == 3 || rl == 3)
        {
            return 1;
        }
        else if (lr == -3 || rl == -3)
        {
            return 2;
        }

        // 若棋盘未满，继续游戏
        for (int i = 0; i < 3; i++)
        {
            for (int j = 0; j < 3; j++)
            {
                if (matrix[i, j] == 0)
                {
                    return 0;
                }
            }
        }

        // 棋盘满则平局
        return 3;
    }

OnGUI

绘制棋盘、按钮。

    private void OnGUI()
    {
        // start和restart按钮
        if (start)
        {
            if (GUI.Button(new Rect(0, 300, 100, 50), "restart"))
            {
                remake();
            }
        }
        else
        {
            if(GUI.Button(new Rect(0, 300, 100, 50), "start"))
            {
                start = true;
            }
        }

        // 判断游戏是否结束
        int res = win();
        if (res == 3)                // 平局
        {
            GUI.Label(new Rect(0, 350, 100, 50), "draw");
        }
        else if (res == 1)            // X赢
        {
            GUI.Label(new Rect(0, 350, 100, 50), "X win");
        }
        else if (res == 2)            // O赢
        {
            GUI.Label(new Rect(0, 350, 100, 50), "O win");
        }

        // 绘制棋盘
        for (int i = 0; i < 3; i++)
        {
            for (int j = 0; j < 3; j++)
            {
                if (matrix[i, j] == 1)            //X子
                {
                    GUI.Button(new Rect(100 * i, 100 * j, 100, 100), "X");
                }
                else if (matrix[i, j] == -1)            // O子
                {
                    GUI.Button(new Rect(100 * i, 100 * j, 100, 100), "O");
                }
                else            // 空格子
                {
                    if (GUI.Button(new Rect(100 * i, 100 * j, 100, 100), ""))
                    {
                        if (start)            // 下子，并更改玩家
                        {
                            matrix[i, j] = player;
                            player = -player;
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

总结

• 了解OnGUI事件，学习如何使用Button、Label编写按钮与标签；
• ?通过项目阅读了Unity的相关文档；
• 将ECS简单运用到项目中，实现三者分离。