基于unity3d和leap motion的拼图游戏

近期用unity3d引擎做了一个拼图游戏，会分几次写完，以此作为总结。

本文基本查找了网上能查到的全部资料作为參考。也算是大家节省了时间。

眼下仅仅完毕了拼图部分，leap motion手势控制部分会在兴许完毕，只是说实话不太看好LM。

项目资源来自 cube454517408 http://blog.csdn.net/cube454517408/article/details/7907247，只是玩法不同，玩法与小夭 

tid=2852">http://game.ceeger.com/forum/read.php?

tid=2852同样。我也重写了前者的程序。部分实现思路不同，两个游戏的project在本文完毕后都会打包上传。

http://download.csdn.net/detail/smilingeyes/8234627

首先是整个游戏须要的模块。

一个拼图游戏大致须要例如以下几个控制模块：碎片显示，碎片随机打乱。随机排序后碎片顺序的合法性检查。移动控制，拼图是否完毕的检查。

游戏实现的思路为。建立N*N个plane。通过控制每一个plane的材质球贴图偏移形成碎片，最后一个plane使用透明贴图。使用数组纪录每一个碎片的偏移位置，和碎片的排列顺序。

移动碎片时。plane位置不发生变化。变化的是此plane贴图的偏移（详见第一部分碎片显示）。

一、碎片显示。

此部分能够有几种选择，第一个就是将每部分碎片单独做成图片，比方这个

http://tieba.baidu.com/p/2053275362   优点是处理比較方便，能够使用GUI处理，缺点是每一个图片都须要前期处理，并且因为前期分片的份数固定，游戏难度不能任意调整，除非每一个图都准备非常多不同难度的切割后的小图。

第二是使用NGUI中的Atlas，对图集中的sprite信息进行重定义。详细參考小夭的程序。当中用到了UISprite类中的outer结构体，outer记录了sprite在图集中的位置信息。可是在NGUI3.6版本号中outer已经不是UISprite的成员变量，是否还能用文中的方法进行改动没有尝试。假设有人尝试请留言告知，在此谢过。

第三是在材质球中设置纹理偏移和缩放，详细做法參考上面cube454517408的帖子。本人也是用的此种方法。

第二和第三种实现方法的优点是能够任意调整图片分成的份数，因此能够非常方便的调整游戏难度。

<span style="font-size:18px;">	Vector2 offset;				\\记录每一块碎片的偏移
	offset.x = origin.x + piecesLength * j;
	offset.y = origin.y - piecesLength * i;
	temp.transform.localPosition = new Vector3 (offset.x*10f,offset.y*10f);
	texOffset[k].x = j*transform.localScale.x/row;	\\计算纹理偏移
	texOffset[k].y = (row-1-i)*transform.localScale.x/row;
	temp.renderer.material.mainTextureOffset = texOffset[k];	\\设置纹理偏移
	temp.renderer.material.mainTextureScale = new Vector2(transform.localScale.x/row,transform.localScale.x/row);		\\设置纹理缩放</span>

由于图源为正方形。所以仅仅考虑了将其分为N*N块的分法，因此偏移和缩放的计算较为简单。

	void Display()
	{
		for (int i = 0; i < pieces.Length; i++) {
			pieces[i].renderer.material.mainTextureOffset = texOffset[squence[i]];
			pieces[i].renderer.enabled = isReander[squence[i]];
		}
	}

void Update ()的最后调用Display()，isRender数组保存了该碎片贴图是否显示，texOffset数组保存了每一个碎片贴图的偏移位置。

碎片显示部分就这么多内容，以下是碎片打乱算法。

二、碎片打乱算法

这里有两种不同的思路。第一种是小夭採用的，将正确排列的碎片随机移动若干次。以达到打乱碎片顺序的目的。该方法的优点是，用这样的方法生成的随机序列一定能够还原，缺点是实现起来较为复杂。详细实现见小夭的文章。

另外一种思路是採用洗牌算法，使用一个数组保存第N个碎片的纹理偏移，从第一个碎片開始与随机一个碎片交换内容，直到数组结束。算法实现起来比較简单，可是并不一定保证能够正确还原。

	void Shuffle()
	{
		Random.seed = System.Environment.TickCount;
		for (int i = 0; i < squence.Length - 1; i++) {
			int temp = squence[i];
			int randomIndex = Random.Range(0, squence.Length-1);
			squence[i] = squence[randomIndex];
			squence[randomIndex] = temp;
		}
	}

三、逆序和检验

通过洗牌算法得到的随机序列，并不一定能够还原成初始的顺序。这是由于在洗牌时改变了数组的逆序和。參加百度百科（不可还原的拼图）……http://baike.baidu.com/link?

url=2ajCBRlh6Ox1I1SPK8gEayd-aAaCITNNQjVSA09qDHDLXZM9Ndrp-thdWdjg-Xt_sRk3PCABt-3LUPDKfTZDy_

lemene对此进行了证明。喜欢数学证明的同学请见 http://www.cppblog.com/lemene/archive/2007/10/04/33405.html

shaomn的解说比較easy明确。http://blog.sina.com.cn/s/blog_4ed8b87701011c6x.html

对于数组squence[],定义其逆序和为sum += (i - j) * (squence [i] - squence [j]) > 0 ? 0 : 1;对于初始序列其逆序和为0，左右移动碎片时sum不变，上下移动时sum +2、-2或不变，可是不管如何移动。逆序和奇偶性是不变的。因此在洗牌算法之后，检验数组逆序和是否为偶数就可以。

	bool Check()
	{
		int sum = 0;
		for (int i = 0; i < squence.Length; i++)
			for (int j = 0; j < i; j++)
				sum += (i - j) * (squence [i] - squence [j]) > 0 ? 0 : 1;
		return sum % 2 == 1;
	}

四、移动控制

移动控制有两种思路，第一种是鼠标点击想要移动的碎片，检測碎片周围是否有空位置，假设有交换位置。

另外一种是按方向键。检測空位置周围是否有能够向按键方向移动的碎片。假设有交换位置。全然能够同一时候实现。本文仅仅实现了另外一种。由于要结合leap motion。另外一种操作方式和手势控制比較接近。

		if (Input.GetKeyDown ("left")) {
			MoveLeft();
		}
		if (Input.GetKeyDown ("right")) {
			MoveRight();
		}
		if (Input.GetKeyDown ("down")) {
			MoveDown();
		}
		if (Input.GetKeyDown ("up")) {
			MoveUp();
		}

其它移动函数与之类似。不一样的是推断条件。首先找到空白碎片（也就是开局时最后一个碎片）当前在的碎片队列中的顺序。将之与要移动的碎片交换在队列中的位置。

	void MoveLeft()
	{
		int last,temp;
		last = FindLastPiece();
		if(last%row < row-1)
		{
			temp = squence[last];
			squence[last] = squence[last+1];
			squence[last+1] = temp;
		}
	}

	int FindLastPiece()
	{
		int i=0;
		while(squence[i]!=squence.Length-1)
		{
			i++;
		}
		return i;
	}

使用leap motion进行手势控制在实现时採用了比較简单的逻辑，仅仅适用于本游戏。假设同一时候须要进行其它手势的推断则须要设计其它的约束条件。此处逻辑为推断手掌移动速度，超过某个方向的最大速度则推断为使碎片向该方向移动。leap motion 与unity结合开发的设置不再介绍。

为了降低误判，设置了一个控制是否启用手势控制的变量update，在检測到手势的0.5s内暂停手势控制。

		Leap.Hand hand = LeapControl.Hand; 
 
		if (hand != null && update) {
 
			if (hand.PalmVelocity.x > minVelocity)
			{
				MoveRight();
				update = false;
				Invoke("SetUpdate",0.5f);
			}
			if (hand.PalmVelocity.x < -minVelocity)
			{
				MoveLeft();
				update = false;
				Invoke("SetUpdate",0.5f);
			}
			if (hand.PalmVelocity.y > minVelocity)
			{
				MoveUp();
				update = false;
				Invoke("SetUpdate",0.5f);
			}
			if (hand.PalmVelocity.y < -minVelocity)
			{
				MoveDown();
				update = false;
				Invoke("SetUpdate",0.5f);
			}
		} 

五、游戏结束检測

在每次移动过后，检測是否完毕。

	bool Finish()
	{
		int i=0;
		while (i < squence.Length && i == squence[i])
		{
			i++;
		}
		if (i == squence.Length) {
			Debug.Log("finish!");
						return true;
				} else
						return false;
	}