3.6 跳跃

跳跃是角色移动的一个大问题。失败的跳跃结果会导致很严重的影响。

3.6.1 跳跃点(Jump Points)

跳跃点是一种最容易支持的跳跃设计，它由关卡设计者在关卡中标记，包含坐标和跳跃需要的最小速度信息。效果如下图所示：

这种情况不考虑角色需要努力使用一个刚好的方向。跳跃的角色应该能够被允许以任何速度（超过最低速度）并且在大致正确方向上跳跃（the character should be allowed to have any velocity with a sufficiently large component in the correct direction）。如下图示：

然而在下边的情况下，以相同的策略会导致灾难：

为了实现跳跃，角色可以使用一个速度匹配的转向行为来执行，在他跳跃前的一段时间，移动的目标是跳跃点，匹配的速度是跳跃点提供的速度。当角色到达跳跃点时，跳跃行为被执行，角色变成飞行。

就像之前提到的一些灾难情况，跳跃点无法提供当前跳跃的足够信息，当着陆地点很狭窄时，就会出现问题，这就需要关卡设计者来避免出现这种情况。

3.6.2 着陆点(Landing Pads)

着陆点是跳跃点的目标区域，在角色起跳之前，增加一个额外的步骤，通过类似轨道预测的算法，计算出角色从起跳点到着陆点需要的速度。

轨道计算

起跳的轨道计算和之前提到过的火炮方案有些轻微差别。在当前的情况下，我们知道起始点S，结束点E，重力g和起跳时的y速度Vy。我们不知道的事整个过程的时间t或者起跳的x和z速度。我们可以得到三个公式：

$${E_x} = {S_x} + {v_x}t$$
$${E_y} = {S_x} + {v_y}t + \frac{1}{2}{g_y}t^2$$
$${E_z} = {S_z} + {v_z}t$$

可以计算出对应的结果：

$$t = \frac{-{v_y\pm \sqrt{2g({E_y} - {S_y}) + {v_y}^2}}}{g}$$
$${v_x} = \frac{{E_x} - {S_x}}{t}$$
$${v_z} = \frac{{E_z} - {S_z}}{t}$$

对于跳跃时间t，有两个可能的结果，我们希望以更快的时间完成，使用更小的值，如果我们跳跃速度无法达到时，就使用更大的那个时间t。

为了实现跳跃，需要实现一个从起跳点到着陆点的转向行为。这个行为必须独立于其他的转向行为并且完全控制角色，如果结合其他行为，通常会变成一个失败的跳跃。

实现代码如下：

class Jump(VelocityMatch):
    jumpPoint
    canAchieve = False
    maxSpeed
    maxYVelocity

    def getSteering():
        if not target:
            target = calculateTarget()

        if not canAchieve:
            return new SteeringOutput()

        # character继承于VelocityMatch基类
        if character.position.near(target.position) and
            character.velocity.near(target.velocity):
            # 进行跳跃
            scheduleJumpAction()
            return new SteeringOutput()

        return VelocityMatch.getSteering()

    def calculateTarget():
        target = new Kinematic()
        target.position = jumpPoint.jumpLocation

        # 计算第一个跳跃时间
        sqrtTerm = sqrt(2*gravity.y*jumpPoint.deltaPosition.y + maxYVelocity*maxYVelocity)
        time = (maxYVelocity - sqrtTerm) / gravity.y

        if not checkJumpTime(time):
            time = (maxYVelocity + sqrtTerm) / gravity.y
            checkJumpTime(time)

    def checkJumpTime(time):
        vx = jumpPoint.deltePosition.x / time
        vz = jumpPoint.deltaPosition.z / time
        speedSq = vx*vx + vy*vy

        canAchieve = false
        if speedSq < maxSpeed *maxSpeed:
            target.velocity.x = vx
            target.velocity.z = vz
            canAchieve = true

        return canAchieve

数据结构和接口：

struct JumpPoint:
    jumpLocation
    landingLocation
    deltaPosition

scheduleJumpAction函数强制对象在空中 ，他可以排定一个行为到一个顺序行为队列（第五章详细介绍），或者他只是把需要的速度指定到角色上。

相对于将起跳点作为一个对象，很多开发者将它包含在他们的寻路框架中。第四章中讨论寻路。作为一个寻路系统，我们创建一个游戏的位置网络，这些连接存储了各个位置的连接信息（通常是连接点的距离）。我们可以将跳跃信息加入这些连接中。

3.6.3 孔填充(Hole Fillers)

一些开发者允许角色自己选择他们的起跳点。关卡设计者用一个不可见的对象填充孔洞，作为一个可跳跃的缺口。

角色正常的移动，但是有一个特殊的碰撞避免的变量（我们称之为跳跃探测器）。这个行为对待可跳跃缺口的碰撞，不会躲避，而是全速朝向缺口在抵达碰撞点时执行跳跃行为。

这种方式有很强的灵活性，角色不再限制在一组的跳跃点。然而由于并没有着陆区和目标速度的概念，仍然可能导致一些跳跃失败的情况。在使用这种方式的时候，需要尽量保证关卡设计不会导致这样的情况发生，空洞有足够的跳跃缺口和着陆空间。