坦克类游戏弹道系统设计指导：命中与伤害判定

今天我们讲讲类似坦克世界这种仿真模拟的游戏，命中和伤害判定是怎么做的

但是我估计各位看到这里的时候一定直接会说：直接物理运算啊！

但是我要说一句：物理他奶奶个腿！

首先这里边一共有两个东西

1：炮弹

2：被命中目标

但是呢，会包含3个子系统

1）：飞行弹道

2）：命中判定

3）：伤害判定

我们先来看第一个东西

炮弹

对于一个游戏来说，肯定会有很多的元素。比如，坦克起码二三十种吧，炮弹也有七八种吧。那么肯定不同的坦克，不同的炮弹，会有不同的散布，射程，穿深，等差异化表现

这时候很多人就以为，这一定是一个很复杂的系统，参与管理的属性一定很多。比如什么炮弹质量啊，重力加速度啊，空气阻力啊，惯性啊，就差没有把北半球自转的角动惯量给加进去了。

然后也有很多人直接就以为：用物理计算就好了呗。好吧，我先假设你要输入“物理计算”四个汉字，它就能给你自动物理计算了。但是这样你这么多炮弹和坦克还是得有差异，你还是得有不同的属性表现，你得有参数控制啊，你得想好哪些参数控制啊，哪怕你能列出重量直径长度密度重心等不同的参数都行啊

我曾经多次强调一句话：策划，要用最简单的办法来处理最复杂的需求。

因为如果你非要搞得很复杂，那么到时候你维护起来还不是得自找不自在。

回到炮弹本身，我们回顾一下有多少差异化需要表现

1：射程

2：飞行速度

3：命中散布

4：穿深

不同的游戏项目，对现实的拟真度是不一样的。比如坦克世界的拟真度就不是很高。现在我们尽量以更拟真的需求来做例子。

首先是射程。

这个其实很简单，抛物线在数轴上的前后端最大距离即可，可以用椭圆曲线，也可以用展弦公式，也可以用其他，这个可以看大家的爱好，因为这一块并不复杂，不同公式效率也没什么差别。

接着，飞行速度

现实中，炮口初速是衡量一门炮优劣的重要战术指标。但是大家也注意到了，这是“炮口”初速。因为炮弹在飞行过程中，由于空气阻力，减速效应是非常大的，比如现代坦克的破甲弹，炮口初速可能在1000米/S上下，但是当它飞到2000米的时候，速度会急剧下降到300米/S以下，而这才经过了多少时间？

那游戏设计时，如果要模拟这个情况要怎么做？

很简单，递减公式大家其实都很熟悉了。。对于速度的控制，直接用递减公式的参数就可以做出不同炮弹的飞行速度差异化，而不需要给每一种炮弹配置一套速度计算公式。

比如速度V=Y-T*X

V=速度

Y=初速

T=时间

X=速度递减修正倍数参数

不同的速度曲线只要修改X的值就可达到。

这时候，我们得到第二个炮弹属性：速度递减参数。

接下来，到了命中散布的问题。

炮弹飞行像目标，肯定不会像CS一样一定命中你的十字准星正中间，而是有一定的散布范围。

很明显，不同的炮和不同的弹药都有各自的散布属性。

那么游戏设计时，如何让两者都起作用，而不互相冲突？

首先大家都知道，炮有一个身管倍径的参数。这个长径比越长，炮弹的射程越远，速度越快。当然在动能的加持下，散布也会相应缩小一些。

然后炮弹本身怎么办？炮弹也是有不同的散布的，因为不同的炮弹形状不同，飞行气动参数不同。

于是，可以给炮弹绑定一个散布属性：散布半径。

比如半径是30CM。那么以弹道轴线为圆心，半径30CM的圆内，随机出弹着点 。利用0.0坐标随机+-数值就可以得到四象限随机分布。由于炮并非连射武器，所以并不需要像FPS那样设计枪械连续弹着点那样去设计散布分布。（相信聪明的同学已经想到，这里可是个吸钱的好设定）

这时候可能有人问，炮管的属性怎么办？炮管确实对炮弹散布有帮助。那么给炮管一个属性：增加或缩减炮弹的散布半径。

就可以做到两者属性都起作用，又能最大限度的扩大差异化。

第四个，穿深。

这个问题需要对以上3个设定进行回顾。

每一种炮弹都有各自的质量以及速度，也就是有不同的动能携带量，直接体现就是命中目标后的穿透能力。

但是之前，炮弹经过了发射，飞行，直到命中目标。

嗯，打是打上去了，但是我们依然还需要进行一次命中判定。

有的坦克，比如炮弹，它是个半圆形，有的，则是很大角度的楔形。那么在现实中，是有可能发生跳弹的。

这时候，就需要先判定有没有跳。这个，则需要进行炮弹和命中目标面的角度检查，当角度大于多少时，则发生跳弹。

不过呢，二战时的坦克，有一种风帽穿甲弹，还有一种叫平头穿甲弹，这两种炮弹命中非垂直目标面时，会有自转正效应，也就是不会发生跳弹，反而会增加穿透的概率。

那么这里又出现两个新属性

1：炮弹类型，用于是否无视跳弹

2：装甲厚度，用于判定是否穿透。

但是第二个属性它并不是直接就参与作用。对于非垂直面，不发生跳弹的情况下，炮弹穿透装甲的过程是不一样的



不同角度下，穿透装甲所需要经过的行程是不同的

所以，当炮弹类型属于无视跳弹 时，计算装甲厚度直接取值装甲自身厚度。

当炮弹类型不属于无视跳弹，则根据三角函数计算要穿透的行程。

这时候，一个新的问题出现了：没有跳弹，开始穿透了。那么是穿透了还是没穿透呢？

这时候，我们需要更明确的炮弹属性：炮弹飞了这么久，还有多少战斗力？

我们之前有了炮弹的速度参数，可以得到炮弹飞到目标前，速度还有多少。

那么，我们还要增加一个炮弹的参数：质量。

当然，这个质量并非真实的质量，只是一个用来做量化差异的参数。

比如一个质量为10的的炮弹，速度还有700米/S。那么我们可以做一个简单的公式，两者相乘再除法。

（10X700）/100=70  |举例

来定义这枚炮弹还剩余穿透70毫米厚度装甲的能力。

这时候回头检查装甲行程。如果小于70即可判定击穿，大于70则可判定未击穿

击穿后的处理如何做？

部位损伤，大家都很熟悉了。简单的子模块碰撞检测，炮弹碰到了，好损伤，相应功能失效。

也可以给每一个子模块定义分值。类似血条世界那样当你分值扣完就GAME OVER

回头来看，炮弹有多少属性呢？

1：散布设定

2：速度递减参数

3：是否无视跳弹 是|或直接定义跳弹角度参数

4：穿深质量参数

是不是和大家最开始想的有很大不同？

炮的属性

1：散布属性加成

2：射程

3：转速

4：装填速度

到了被命中物体

1：角度

2：厚度

3：不同材质的厚度效果加成

4：子模块碰撞判定

涉及到的数学公式

1：抛物线|展弦|椭圆曲线  （任选）

2：递减公式

3：三角函数

4：简单运算

有人看完了可能会问，似乎漏了点什么？比如风偏。

实际上由于坦克交战距离短，而炮弹自身动能极大，除非你在台风天里对几乎看不到的目标射击，否则以游戏中的可见交战距离来说意义并不大。

当然，真要做的话也相当简单，只需要给炮弹套上一个位移BUFF即可。

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via：史晓林微信公众号