【Unity/HFSM】使用UnityHFSM实现输入缓冲（预输入）和打断机制

前言

参考Animancer在状态机中的InputBuffer，在UnityHFSM中实现类似的InputBuffer机制，同时扩展一个状态打断机制
插件先容：
Animancer：Unity的动画插件，易于修改和扩展。
UnityHFSM：Github上的一个开源分层状态机项目

基于继续的方法使用UnityHFSM：
UnityHFSM有非常方便的使用方法，可以在不创建新类的情况下创建状态和状态机，界说转换条件等，但如果状态逻辑比力复杂，而且有同一的父级举动，则发起使用类继续的方式界说状态和状态机类。
本文是笔者在做一个本身的ARPG小项目时做出来的，思绪仅供参考。

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预输入

Animancer的InputBuffer：

Animancer的InputBuffer紧张处理惩罚流程如下：

• ​ 在构造函数中绑定一个状态机
  
• ​ 外部调用Buffer函数，传入盼望的目标状态和超时时长
  
• ​ InputBuffer在Update函数中轮询是否可以大概转换到目标状态，一旦转换乐成即立即竣事轮询
  
• ​ 超时后也会竣事轮询
  

注意点：

• ​ Animancer吸收的是状态机接口，而不是具体的状态机类。但由于须要继续来扩展UntiyHFSM的状态机和状态举动的须要，我在实现时会传入的是类而非接口。
  
• ​ Animancer的InputBuffer并未继续自Monobehavior，而且没有使用任何UnityEngine的东西，即Update须要在其他Mono类中调用，Time.deltaTime也要靠外部传入，方便起见，我实现时直接使用Time.deltaTime。
  

在UnityHFSM中实现InputBuffer：

Animancer的状态机有TryResetState函数，而且会返回是否乐成，UntiyHFSM中无此函数，故使用StateMachine类的StateChanged来触发变乱，并与盼望的目标状态举行比对，划一则克制轮询。
Animancer直接使用TryResetState函数来改变状态，状态是否允许进入的条件也写在状态中，UnityHFSM依赖于Transition界说两个指定状态之间的转换，固然也有RequestStateChange来逼迫转换到某个状态，但如许做并不优雅，而且大概堕落。由于这个利用的多样性和复杂性，由外界传入Action来决定轮询时该举行的利用。（大多数时间使用UnityHFSM的StateMachine的Trigger函数来转换状态）
以下是代码，CharacterStateMachineBase是我扩展的脚色状态机基类，ECharacterState是脚色状态的罗列值

1. public class InputBuffer
2. {
3.     public bool IsActive => Action != null;
5.     public float TimeOut;
6.     public Action Action;
7.    
8.     public CharacterStateMachineBase StateMachine;
9.     public ECharacterState TargetState;
11.     public InputBuffer(CharacterStateMachineBase stateMachine)
12.     {
13.         StateMachine = stateMachine;
14.         StateMachine.StateChanged += OnStateChanged;
15.     }
17.     ~InputBuffer()
18.     {
19.         StateMachine.StateChanged -= OnStateChanged;
20.     }
22.     public void Buffer(Action action, ECharacterState targetState, float timeOut)
23.     {
24.         Action = action;
25.         TargetState = targetState;
26.         TimeOut = timeOut;
27.     }
29.     public void Update()
30.     {
31.         if (IsActive)
32.         {
33.             Action();
35.             TimeOut -= Time.deltaTime;
36.             if (TimeOut < 0)
37.                 Clear();
38.         }
39.     }
41.     public virtual void Clear()
42.     {
43.         Action = null;
44.         TimeOut = default;
45.     }
47.     public void OnStateChanged(UnityHFSM.StateBase<ECharacterState> state)
48.     {
49.         if (IsActive && state.name == TargetState)
50.         {
51.             Clear();
52.         }
53.     }
54. }

复制代码

在外部调用时如下

1. //CharacterBrain.cs
3. //控制的玩家
4. public Character ControlledCharacter;
6. //攻击缓冲
7. public float AttackTimeout = 1f;
8. InputBuffer AttackBuffer;
10. //绑定操作
11. void Start()
12. {
13.     GameInput.Instance.onAttack += () =>
14.     {
15.         AttackBuffer.Buffer(
16.             () => ControlledCharacter.Attack(),
17.             ECharacterState.Attack,
18.             AttackTimeout);
19.     };
20. }
22. //轮询
23. void Update()
24. {
25.         AttackBuffer.Update();
26. }

复制代码

Character的Attack函数实际上就是在调用脚色状态机的Trigger函数，如下

1. //Character.cs
3. public void Attack()
4. {
5.     if (Equipment.CurrentWeapon == null)
6.         return;
7.     StateMachine.Trigger("Attack");
8. }

复制代码

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打断机制

我把打断机制写在了状态机中，作为一种扩展举动，在UnityHFSM中，一个State有一个needsExitTime字段，该字段为true时，除非逼迫转换，否则无法退出本状态，共同Animancer的动画变乱（OnEnd）可以很好的让动画来控制状态的转换（我如许做是盼望脚色的各种动作更加真实，让逻辑和体现更容易同一）。
为此我们只须要新增一个叫做CanExitBeforeEnd的bool变量即可体现本状态是否可以被打断。于此同时，实际上完全没有须要为每个状态新建一个CanExitBeforeEnd变量，将该变量放在状态机类中，供每个状态变更，供外界访问即可。
现在我们只使用CanExitBeforeEnd表近况态盼望被改变，但没有直接改变的逻辑，假设我们当前使用Trigger的方法举行状态变更，则我们只须要在每次Trigger前查询一次当前状态是否须要变更，须要变更且状态的needsExitTime为true，则将其设置为false，再实行Trigger利用即可。
StateMachine的Trigger利用并不是虚函数，只须要在源码中为其添加virtual关键字即可，然后在扩展的CharacterStateMachineBase中重写Trigger逻辑，代码如下

1. public class CharacterStateMachineData
2. {
3.     public bool CanExitBeforeEnd;
4. }
6. public class CharacterStateMachineBase : StateMachine<ECharacterState>
7. {
8.     public Character Owner;
10.     public CharacterStateMachineData Data;
12.     public CharacterStateMachineBase(Character owner, CharacterStateMachineData data = null) : base()
13.     {
14.         Owner = owner;
16.         if(data != null )
17.             Data = data;
18.         else
19.             Data = new CharacterStateMachineData();
20.     }
22.         //分层状态机递归获取具体状态
23.     public CharacterStateBase CurrentState
24.     {
25.         get
26.         {
27.             if (ActiveState is CharacterStateMachineBase)
28.                 return (ActiveState as CharacterStateMachineBase).CurrentState;
29.             return ActiveState as CharacterStateBase;
30.         }
31.     }
33.     public override void Trigger(string trigger)
34.     {
35.         //允许玩家通过一些动作和输入打断当前状态
36.         if(ActiveState.needsExitTime && Data.CanExitBeforeEnd)
37.             ActiveState.needsExitTime = false;
39.         base.Trigger(trigger);
40.     }
41. }
43. public class CharacterStateBase : State<ECharacterState>
44. {
45.     public Character Owner;
47.     new public CharacterStateMachineBase fsm => base.fsm as CharacterStateMachineBase;
49.     public virtual Vector3 DeltaMotion => Owner.Animancer.Animator.deltaPosition;
51.     public CharacterStateBase(Character owner) : base()
52.     {
53.         Owner = owner;
54.     }
56.     public override void OnEnter()
57.     {
58.         base.OnEnter();
60.         fsm.Data.CanExitBeforeEnd = false;
61.     }
62. }

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以上是在使用Trigger时打断的利用，假设我们使用的是寻常的Transition举行状态变更，那么是无法打断的，比如如下的移动利用，完全没有使用Trigger

1. MovementStateMachineBase GroundFSM = new MovementStateMachineBase(owner);
2. GroundFSM.AddState(EMovementState.Idle, new IdleState(owner));
3. GroundFSM.AddState(EMovementState.Move, new MoveState(owner));
4. GroundFSM.AddTwoWayTransition(EMovementState.Idle, EMovementState.Move,
5.     t => Owner.Parameters.MovementDirection.magnitude > 0);

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为此，我们可以在盼望被打断的状态机中特殊指出何时可以被打断，我当前只在攻击状态时可以被打断，不打断会放完攻击动画，打断会立即进入其他状态并播放动画
特殊的代码如下，该代码会在AttackState的Update函数中被轮询
Parameters是Character的字段，用于与直接的GameInput解耦

1. private void UpdateInterrupt()
2. {
3.     if(!fsm.Data.CanExitBeforeEnd)
4.         return;
6.     //移动打断
7.     if (Owner.Parameters.MovementDirection.magnitude > 0)
8.     {
9.         needsExitTime = false;
10.     }
11. }

复制代码