輸入緩衝與土狼時間的討論與實現

Fe發表於2021-09-23
個人學習積累中，如有任何問題與錯誤，歡迎指出與討論。

這系列將會記錄我在搭建自己的 2D 平臺遊戲時遇到的一些問題與解決方案，核心目的均為更好的遊戲體驗與更棒的程式碼邏輯結構。所有程式碼基於 C# 與 Unity。

輸入緩衝與土狼時間的討論與實現

跳躍的手感能衡量一個 2D 平臺遊戲的好壞。——魯迅

不知道你是處理玩家跳躍的判斷條件的？反正就我而言，射線或者子物體檢測地面圖層：如果角色在地面上，則允許跳躍；反之則不允許。

但是這樣在遊玩的時候會導致一個問題：當你想要連跳時，單按跳躍鍵，你以為自己已經落到了地面，而實際上，你還在空中，從而造成了“按鍵失靈”的問題。這對於玩家的遊玩體驗有著相當大的影響。

而解決這個問題的方法，就是允許指令的預輸入，在預輸入後的一段時間內，若檢測到條件滿足，再執行操作——即“輸入緩衝”。

不過，在介紹輸入緩衝的方法前，我們先來了解一下計時器。

計時器

計時器，顧名思義，是為了計算一段時間，當計時器到達設定條件後，會執行相應的操作。

Unity 提供了一個類似的方法，

  1. Invoke("方法名（無參）, 延遲時間")
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或者

  1. InvokeRepeating("方法名（無參）, 延遲時間, 間隔時間")
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用於重複呼叫。但是限制較多，且不適用於我們的輸入緩衝：它只能做到延遲呼叫，而不能在延遲的這段時間內一滿足條件就呼叫。

另外還可以在協程中使用

  1. yield return new WaitForSeconds(具體秒數);
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等方法實現。同樣的問題是，它也只能實現延遲呼叫。

那麼，我們到底該怎麼定義一個可用於輸入緩衝的計時器呢？以下是個人常用的一種寫法。

  1. <p>// 所用變數</p><p>private float timer;           // 計時器</p><p>private float timer_max = 2f;  // 限定時間</p><p>
  2. </p><p>// 初始化，一般在按下按鍵時執行，實現預輸入</p><p>timer = timer_max;</p><p>
  3. </p><p>// 計時過程，一般放在 Update 裡，每幀呼叫</p><p>if (timer != 0)</p><p>{</p><p>  timer -= Time.deltaTime;</p><p>  if (timer <= 0)</p><p>  {</p><p>    timer = 0;</p><p>    /* 計時器到點結束執行的內容，超出限定時間，類似於延遲執行的部分 */</p><p>  }</p><p>  else</p><p>  {</p><p>    /* 計時器還在計算時的內容，在限定時間內，輸入緩衝就可以放在這 */</p><p>  }</p><p>}</p>
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主要思路就是利用Time.deltaTime來計算並減去時間，關於增量時間，這裡有一篇不錯的文章（https://blog.csdn.net/ChinarCSDN/article/details/82914420），就不再贅述。

那麼，接下來，利用這個計時器，實現“輸入緩衝”效果吧。

輸入緩衝

讓我們再明確下，我們想要隨時能夠輸入跳躍指令，並讓這個指令在記憶體中儲存一定時間，在該段時間內只要滿足條件（接觸地面）就執行跳躍指令。以下是兩種執行寫法（第一種為我遊戲中使用 / 第二種為在上方計時器模板上進行修改）:

  1. <p>/* 所用變數 */</p><p>private float buffer_jump_counter = 0;    // 跳躍輸入緩衝計數器</p><p>private float buffer_jump_max = 0.1f;     // 跳躍輸入緩衝最大值</p><p>private bool hasJumpForce;            // 此時是否擁有跳躍力了，避免重複給跳躍力,該力會在接觸地面後自動重置為 false</p><p>
  2. </p><p>/* 輸入指令，Update()中 */</p><p>if (Input.GetButtonDown("Jump"))</p><p>{</p><p>  buffer_jump_counter = 0;</p><p>}</p><p>
  3. </p><p>/* 計時器與執行指令，Update()中 */</p><p>if (buffer_jump_counter < buffer_jump_max)</p><p>{</p><p>  buffer_jump_counter += (1 * Time.deltaTime);</p><p>  if (IsOnGround() && !hasJumpForce)</p><p>  {</p><p>    hasJumpForce = true;</p><p>
  4. </p><p>    //具體施加跳躍力操作</p><p>    rigidbody2D_Role.AddForce(new Vector2(0f, jumpForce), ForceMode2D.Impulse);</p><p>    Debug.Log("輸入緩衝，啟動一次！");</p><p>  }</p><p>}</p>
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下面這種我未在遊戲中測試過，不保證正確性。

  1. <p>/* 所用變數一致，不再贅述 */</p><p>
  2. </p><p>/* 輸入指令，Update()中 */</p><p>buffer_jump_counter = buffer_jump_max;</p><p>
  3. </p><p>/* 計時器與執行指令，Update()中 */</p><p>if (buffer_jump_counter != 0)</p><p>{</p><p>  buffer_jump_counter -= Time.deltaTime;</p><p>  if (buffer_jump_counter <= 0)</p><p>  {</p><p>    buffer_jump_counter = 0;</p><p>    /* 計時器到點結束執行的內容，超出限定時間，類似於延遲執行的部分 */</p><p>  }</p><p>  else</p><p>  {</p><p>    /* 計時器還在計算時的內容，在限定時間內，輸入緩衝就可以放在這 */</p><p>    if (IsOnGround() && !hasJumpForce)</p><p>    {</p><p>      hasJumpForce = true;</p><p>
  4. </p><p>      //具體施加跳躍力操作</p><p>      rigidbody2D_Role.AddForce(new Vector2(0f, jumpForce), ForceMode2D.Impulse);</p><p>      Debug.Log("輸入緩衝，啟動一次！");</p><p>    }</p><p>  }</p><p>}</p>
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這樣，我們就實現了輸入緩衝的效果。輸入緩衝還可以用在很多的地方，如遊戲中在空中連續多次按下↓方向鍵實現砸擊地面的效果......更多的用法，就留待各位自行嘗試了。

除此之外，跳躍的輸入緩衝還有一個好兄弟，“土狼時間”。

土狼時間

土狼時間，就是讓玩家所操控的人物，能夠在離開平臺的一段時間內，仍能執行起跳操作。它的目的，也是優化操作，減少“操作失靈”的現象。那麼，我們是不是也可以用個計時器，來實現呢？可以自己先想一想。

怎麼樣，有思路了嗎？

我們只要把計時器啟動的時間改為離開地面即可，當我們離開地面，又沒有執行過跳躍，就可以在一定的時間內，執行跳躍指令。以下是兩種執行方法（同樣，第一種為我遊戲中使用 / 第二種修改自計時器模板）：

  1. <p>/* 所用變數 */</p><p>private float buffer_coyote_counter = 0;    // 跳躍土狼時間計數器</p><p>private float buffer_coyote_max = 0.1f;       // 跳躍土狼時間最大值</p><p>private bool hasJumpForce;              // 此時是否擁有跳躍力了，避免重複給跳躍力</p><p>
  2. </p><p>/* 初始化，在 Start()中 */</p><p>buffer_coyote_counter = buffer_coyote_max;</p><p>
  3. </p><p>/* 更新指令，該函式在 Update()中呼叫 */</p><p>void CheckForJump()</p><p>{</p><p>  if (IsOnGround() && rigidbody2D_Role.velocity.y < 0.05f && rigidbody2D_Role.velocity.y > -0.05f)</p><p>  {</p><p>    hasJumpForce = false;</p><p>    buffer_coyote_counter = 0;</p><p>  }</p><p>}</p><p>
  4. </p><p>/* 計時器與執行指令，Update()中 */</p><p>if (buffer_coyote_counter < buffer_coyote_max)</p><p>{</p><p>  if (!hasJumpForce && Input.GetButtonDown("Jump"))</p><p>  {</p><p>    hasJumpForce = true;</p><p>    buffer_coyote_counter = buffer_coyote_max;</p><p>    rigidbody2D_Role.AddForce(new Vector2(0f, jumpForce), ForceMode2D.Impulse);</p><p>    Debug.Log("土狼時間，啟動一次！");</p><p>  }</p><p>}</p><p>
  5. </p><p>if (buffer_coyote_counter < buffer_coyote_max)</p><p>  buffer_coyote_counter += Time.deltaTime;</p>
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下面這種我未在遊戲中測試過，不保證正確性 * 2。

  1. <p>/* 所用變數一致，不再贅述 */</p><p>
  2. </p><p>/* 更新指令，該函式在 Update()中呼叫 */</p><p>void CheckForJump()</p><p>{</p><p>  if (IsOnGround() && rigidbody2D_Role.velocity.y < 0.05f && rigidbody2D_Role.velocity.y > -0.05f)</p><p>  {</p><p>    hasJumpForce = false;</p><p>    buffer_coyote_counter = buffer_coyote_max;</p><p>  }</p><p>}</p><p>
  3. </p><p>/* 計時器與執行指令，Update()中 */</p><p>if (buffer_coyote_counter != 0)</p><p>{</p><p>  buffer_coyote_counter -= Time.deltaTime;</p><p>  if (buffer_coyote_counter <= 0)</p><p>  {</p><p>    buffer_coyote_counter = 0;</p><p>    /* 計時器到點結束執行的內容，超出限定時間，類似於延遲執行的部分 */</p><p>  }</p><p>  else</p><p>  {</p><p>    /* 計時器還在計算時的內容，在限定時間內，輸入緩衝就可以放在這 */</p><p>    if (!hasJumpForce && Input.GetButtonDown("Jump"))</p><p>    {</p><p>      hasJumpForce = true;</p><p>      buffer_coyote_counter = buffer_coyote_max;</p><p>      rigidbody2D_Role.AddForce(new Vector2(0f, jumpForce), ForceMode2D.Impulse);</p><p>      Debug.Log("土狼時間，啟動一次！");</p><p>    }</p><p>  }</p><p>}</p>
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怎麼樣？這樣就完美了吧。

其實關於遊戲中的跳躍，還有很多的學問，例如如何合理高效的處理跳躍各個狀態的動畫（起跳、上升、最高點、下落、落地），跳躍中額外力的施加（如馬里奧中的跳躍上升慢，下降快，並不只受到重力影響）......

其他的內容，就下次再說吧！

後記

我在學習本文相關內容時，借鑑了不少帖子、視訊，包括但不限於：

譯文｜Gamemaker Studio 系列：2D 平臺遊戲的輸入緩衝 ——highway★（https://indienova.com/indie-game-development/2d-platformer-input-buffering-design/）
使用 Unity 實現動作遊戲的打擊感 —— 奧颯姆 _Awesome（https://www.bilibili.com/video/BV1fX4y1G7tv）


來源：indienova
原文：https://indienova.com/indie-game-development/input-buffering-and-coyote-time/

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