Puerts与Unity NavMesh：TypeScript实现AI寻路逻辑

Puerts与Unity NavMesh：TypeScript实现AI寻路逻辑

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在游戏开发中，让角色自动避开障碍物、智能规划移动路线是提升沉浸感的关键。Unity的NavMesh（导航网格）系统提供了强大的寻路功能，但传统C#开发流程需要频繁编译，影响效率。本文将展示如何通过Puerts框架，用TypeScript编写Unity AI寻路逻辑，兼顾开发效率与运行性能。

技术准备：Puerts与TypeScript环境配置

Puerts是连接C#与JavaScript/TypeScript的桥梁，通过它可以直接在Unity中使用TypeScript调用C# API。首先确保完成以下环境配置：

1. 生成类型定义文件
   在Unity编辑器菜单选择PuerTS->Generate index.d.ts，生成C# API的TypeScript声明文件，获得完整代码提示。生成的文件位于项目的Typing目录，可通过doc/unity/zhcn/knowjs/typescript.md查看详细步骤。

2. 配置TypeScript编译环境
   创建tsconfig.json文件，指定编译目标为ESNext，模块系统使用ES模块（ESM）：

   {
     "compilerOptions": {
       "target": "esnext",
       "module": "es2016",
       "sourceMap": true,
       "typeRoots": ["../Assets/Puerts/Typing"]
     }
   }
   

   启用实时编译监控：tsc -w -p tsconfig.json，保存TypeScript文件后自动生成JavaScript。

3. 模块加载配置
   将编译后的.mjs文件放置在Resources目录下，通过Puerts的ExecuteModule加载：

   // C# 初始化代码
   var env = new Puerts.JsEnv();
   env.ExecuteModule("navmesh_ai.mjs"); // 加载TypeScript编译后的模块
   

   模块系统详情参考doc/unity/zhcn/knowjs/module.md。

核心实现：TypeScript调用NavMesh API

1. 封装C#导航网格代理组件

在TypeScript中通过CS.UnityEngine.AI命名空间访问NavMesh相关类，创建导航代理控制器：

// navmesh_agent.ts
import { Vector3 } from 'UnityEngine';
import { NavMeshAgent } from 'UnityEngine.AI';

export class AINavigator {
    private agent: NavMeshAgent;
    
    constructor(agent: NavMeshAgent) {
        this.agent = agent;
        this.agent.speed = 3.5; // 设置移动速度
        this.agent.angularSpeed = 120; // 旋转速度
    }

    // 设置目标点
    setDestination(target: Vector3): boolean {
        return this.agent.SetDestination(target);
    }

    // 停止移动
    stop(): void {
        this.agent.ResetPath();
    }

    // 获取当前速度
    get speed(): number {
        return this.agent.velocity.magnitude;
    }
}

2. 实现AI决策逻辑

创建决策管理器，处理目标点选择与路径更新：

// ai_controller.ts
import { Vector3, GameObject } from 'UnityEngine';
import { AINavigator } from './navmesh_agent';

export class AIController {
    private navigator: AINavigator;
    private waypoints: Vector3[] = [];
    private currentPointIndex = 0;

    constructor(agentObj: GameObject) {
        const agent = agentObj.GetComponent(CS.UnityEngine.AI.NavMeshAgent);
        this.navigator = new AINavigator(agent);
        
        // 初始化巡逻点（实际项目中可从配置文件加载）
        this.waypoints = [
            new Vector3(10, 0, 5),
            new Vector3(-8, 0, 12),
            new Vector3(3, 0, -7)
        ];
    }

    // 每帧更新逻辑
    update(): void {
        if (this.navigator.speed < 0.1) { // 到达目标点
            this.currentPointIndex = (this.currentPointIndex + 1) % this.waypoints.length;
            this.navigator.setDestination(this.waypoints[this.currentPointIndex]);
        }
    }
}

3. C#与TypeScript双向通信

通过Puerts实现C#驱动TypeScript逻辑更新：

// AIBehaviour.cs (C#)
using Puerts;
using UnityEngine;

public class AIBehaviour : MonoBehaviour {
    private JsEnv env;
    private JSObject aiController;

    void Start() {
        env = new JsEnv();
        // 加载TypeScript模块并创建控制器实例
        aiController = env.Eval<JSObject>(@"
            import { AIController } from './ai_controller';
            new AIController(CS.UnityEngine.GameObject.Find('EnemyAI'));
        ");
    }

    void Update() {
        // 调用TypeScript的update方法
        aiController.InvokeMethod("update");
    }

    void OnDestroy() {
        aiController.Dispose();
        env.Dispose();
    }
}

调试与优化

1. 路径可视化调试

在TypeScript中添加Gizmos绘制调试信息：

// debug_utils.ts
import { Gizmos, Color } from 'UnityEngine';

export function drawPath(path: Vector3[]): void {
    if (path.length < 2) return;
    
    Gizmos.color = new Color(1, 0.5, 0); // 橙色路径
    for (let i = 0; i < path.length - 1; i++) {
        Gizmos.DrawLine(path[i], path[i+1]);
    }
}

2. 性能优化策略

• 对象池复用：避免频繁创建导航代理组件，参考unity/Assets/core/upm/Runtime/Src/IL2Cpp/ObjectPool.cs实现对象池
• 路径缓存：对静态目标点缓存计算结果
• 距离过滤：目标点距离过近时不更新路径

完整工作流总结

1. 开发阶段

   • TypeScript编写业务逻辑 → tsc实时编译 → Unity热重载
   • 使用VSCode调试TypeScript代码，配合source-map映射错误堆栈

2. 部署阶段

   • 构建时通过tsc编译TypeScript为JavaScript
   • 压缩合并JS文件，通过Puerts的Loader加载

3. 关键文件路径

   • 核心逻辑：Assets/Scripts/AI/navmesh_agent.ts
   • C#桥接代码：Assets/Scripts/AI/AIBehaviour.cs
   • 类型定义：Assets/Puerts/Typing/UnityEngine.AI.d.ts

通过Puerts将TypeScript的灵活开发与Unity NavMesh的强大寻路能力结合，既保留了C#的性能优势，又提升了AI逻辑的迭代效率。这种方案特别适合需要快速调整行为模式的游戏AI开发场景。

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