[Unity]类似节奏地牢的音游旋律系统的搭建记录（持续更新）

• • [Unity]类似节奏地牢的音游节奏系统的搭建
• 前言
• 一、最初的方案（不太可行，缺点多）
• • 1. 需求
  • 2.实现与缺点
• 二、对上述方案的改进
• • 1. 需求
  • 2.实现与缺点
  • 3.发现的小问题

我对于常见的音游的认知就几处，跟着节奏，在到达节奏的那个点附近的时候按下Tap键触发。想起来很简单，好，于是上手做。

1. 类似于节奏地牢的节奏条，在开启节奏模式时可以在Start位置生成音符Note并匀速运动到End位置，在经过TapLine附近时，按下即可触发Node的事件，并记录下按键的keycode。在距离TapLine不同距离（位置）按下Tap键触发反馈对应的Tap品质， 对象池回收音符Note。如下图
2. 音乐/节奏，我们选了后者，循环播放一段节拍音频，可以和音符到达TapLine的时间对上

1. 实现
   为了实现节奏条，我创建了Note类和RhythmManager，如下，基本思路是在按下Space进入奏乐模式MusicMode时为noteQueue入队noteIdx所对应集合里的Note并激活和显示（nodeIdx++），激活后的NoteremainTime随时间减少，并在对应的阶段按下Tap键时调用API取出队首Note调用它的API，来检测Tap品质和隐藏Note。（注：仅为隐藏，在移动到end点时不会重置，因为激活下一个Note需要当前NoteremainTime等于1f，为了保证后续Note的持续出现只可采用这种方法。）在重置阶段将把Note的位置重新定位到start点，remainTime重设为duration，bool值全部归为默认值，这样就可在下次激活时继续使用，实现了对象池的功能。而记录Tap的按键由string来记录。
   遇到的问题
   记录按键功能我一开始用了List集合，后续理所应当的比较是总为false，原因在于两个集合的值虽然一样但地址不同，所以两个集合不相等，可以实际举例，由a集合赋值给b集合，那b集合就等于a集合，对b集合的修改就相当于修改a集合（简单的数据结构，但当时脑抽了），后续用string来记录虽解决了比较问题，但仍留下了不同按键对应Tap品质的储存问题，这部分就留在后续更新中探讨吧。
   缺点
   性能的浪费：很多属性和功能可以集中在RhythmManager中，而非单个Note中，部分单例可由回调替代。
   时间精度问题：暂时发现不出问题，但是肯定存在

public class Note : MonoBehaviour
{
    private float remainTime;
    private float duration = 2;
    private float perfectTime = 1;
    private float perfectTimeOffset = 0.05f;
    private float greatTimeOffset = 0.15f;
    private float moveSpeed = 1f;
    //这两处有些不合理，应该用同一管理器传值，而不是每个单独脚本重新拖入位置
    private RectTransform startLine;
    private RectTransform endLine;
    //
    private RectTransform rectTrans;
    public bool isActivated;
    public bool isShow;
    public bool hasStartedNextNote;
    public bool hasTapped;
	private void Update()
    {
        if (isActivated)
        {
            remainTime -= Time.deltaTime;
            
            if (remainTime < perfectTime - greatTimeOffset && isShow && !hasTapped)
            {
                HideNote();
                RhythmManager.Instance.NoteDeQueue();
                //TODO: combo断连
                RhythmManager.Instance.BreakCombo();
            }
            if(remainTime <= 0.001f )
            {
                Reset();
            }
            if (remainTime <= perfectTime + 0.01f && remainTime >= perfectTime - 0.01f && !hasStartedNextNote)
            {
                hasStartedNextNote = true;
                RhythmManager.Instance.StartNextNote();
            }
        }
    }
    private void FixedUpdate()
    {
        if (isActivated)
        {
            rectTrans.anchoredPosition += new Vector2((endLine.anchoredPosition.x - startLine.anchoredPosition.x) * Time.deltaTime / 2, 0);
        }
    }

	#region public API
    public void Reset()
    {
        transform.position = startLine.transform.position;
        remainTime = duration;
        isActivated = false;
        hasStartedNextNote = false;
        hasTapped = false;
        HideNote();
    }

    public void SetActive()
    {
        isActivated = true;
        ShowNote();
    }
    public TapLevel BeTapped()
    {
        hasTapped = true;
        HideNote();
        RhythmManager.Instance.NoteDeQueue();
        TapLevel tapLevel = TapLevel.Miss;
        if (remainTime > perfectTime + greatTimeOffset || remainTime < perfectTime - greatTimeOffset)
            tapLevel = TapLevel.Miss;
        else if (remainTime <= perfectTime + perfectTimeOffset && remainTime >= perfectTime - perfectTimeOffset)
            tapLevel = TapLevel.Perfect;
        else
            tapLevel = TapLevel.Good;
        //TODO:隐藏节点 isShow = false;

        return tapLevel;
    }
   	#endregion
   	#region Helper
    private void ShowNote()
    {
        isShow = true;
        GetComponent().alpha = 1;
    }
    private void HideNote()
    {
        isShow = false;
        GetComponent().alpha = 0;
    }
    #endregion
}

public class RhythmManager : UnitySingleton
{
    public Note[] notes;
    public Queue noteQueue;
    public int noteIdx = 0;
    //拍击顺序（临时）
    public string keyCodes;
    public bool inMusicMode;
    private void Awake()
    {
        initialization();
    }

    void initialization()
    {
        notes = GameObject.Find("Notes_U").GetComponentsInChildren();
        noteQueue = new Queue();
        keyCodes = "";
    }
    #region Public API
    public bool InAndOutMusicMode()
    {
        if (inMusicMode)
        {
            inMusicMode = false;
            AudioManager.Instance.OutMusicMode();

            for (int idx = 0; idx < notes.Length; idx++)
            {
                notes[idx].Reset();
            }
            noteQueue.Clear();
        }
        else
        {
            inMusicMode = true;
            AudioManager.Instance.InMusicMode();

            noteQueue.Enqueue(notes[noteIdx]);
            notes[noteIdx].SetActive();
            return false;
        }
    }
    public void StartNextNote()
    {
        noteIdx = (noteIdx + 1) % notes.Length;
        noteQueue.Enqueue(notes[noteIdx]);
        notes[noteIdx].SetActive();
    }
    public void NoteDeQueue()
    {
        noteQueue.Dequeue();
    }
    public void BreakCombo()
    {
        keyCodes = "";
        UIManager.Instance.GetPanelBase("ComboPanel").GetComponent().BreakCombo();
    }
    public void Tap(KeyCode keyCode)
    {
        if (noteQueue.Count == 0) return;
        TapLevel tapLevel = noteQueue.Peek().BeTapped();
        UIManager.Instance.GetPanelBase("TapLevelPanel").GetComponent().ShowTapLevelText(tapLevel);
        switch (tapLevel)
        {
            case TapLevel.Miss:
                keyCodes = "";
                UIManager.Instance.GetPanelBase("ComboPanel").GetComponent().BreakCombo();
                break;
            case TapLevel.Good:
                keyCodes += keyCode.ToString();
                UIManager.Instance.GetPanelBase("ComboPanel").GetComponent().RefreshCombo();

                break;
            case TapLevel.Perfect:
                keyCodes += keyCode.ToString();
                UIManager.Instance.GetPanelBase("ComboPanel").GetComponent().RefreshCombo();
                break;
            default:
                Debug.LogError("传入的TapLevel有问题");
                break;
        }
    }
	#endregion
}

2. 实现
   为了实现节拍能对上Note移动到TapLine真的苦了我这种对音乐一窍不通的人了，所以我用了最简单粗暴的办法，录制了4拍音频，然后在进入奏乐模式时循环播放这个音频。
   缺点
   音频时间要足够精确，不然会出现延迟问题
   该游戏考虑变速问题，音频的变速会导致失真

对旧方案的改进

1. 将浪费性能的部分集成到RyhthmManager中
2. 更改音乐播放的模式，用每秒播放一拍代替4秒播放一次四拍音频，以增加精度

新需求

1. 加入减速、提速效果（如节奏地牢）

缺点
通过设置Time.deltaTime的方式来实现减速提速效果虽然很方便，但用这种方法在减速的时候会出现降低帧数的情况，因为fixedUpdate是指定的帧数，在默认50帧的情况下，如果我们将Time.deltaTime/=2,那么除2后游戏的1秒等于正常下游戏中的0.5秒，但fixedUpdate仍然不变，就是说此时的帧数按照现实是2秒50帧，而正常情况下是1秒50帧，帧数是和除的系数成反比的。为了更好理解，在极端情况下，我们把系数设为50，那么现实中每秒就是1帧，这显然不是我们想要的。所以我考虑用复杂的方式，为所以和减速增速相关的地方乘除这个增量。

1. 有部分切换状态和播放动画的代码被我分开在了Update和FixedUpdate中，导致出现了动画没有播放的问题，估计是因为在Update中的一帧较FixedUpdate中的一帧早，正巧使得这部分内容被覆盖了，经过修改到Update中，问题得到解决。