3.2 脚本系统

我们都知道目前在游戏中最常用的脚本系统是Lua，请分析除热更新支持外，使用脚本系统有何优劣？如果让你自己设计一套脚本系统，应该注意什么？

问题分析

首先明确什么是脚本。在Unity 3D中，我们使用的C#脚本并不属于脚本系统中的脚本范畴。这里的脚本的使用方式与字节码（ByteCode）类似，是在运行时通过虚拟机系统（Virtual Machine）来载入文件，动态更改逻辑影响游戏行为。从本质上讲，它是把行为控制部分从编码层转向了数据层。通过脚本系统，逻辑与行为更灵活地被外部数据控制，程序只负责执行。

在脚本系统中，一条命令被可优化的底层操作定义，一系列这样的命令被编码成字节流。虚拟机通过中间层依次执行命令。它的优点是可以灵活地定义行为，并动态改变逻辑。缺点也显而易见，由于需要VM的支持，因此这种模式的效率不可能太高。Lua就是这样的一种字节码，它有性能优异且轻量的VM，并提供多个平台的支持。有大量的商业游戏使用它作为脚本引擎语言。

魔兽世界UI结构

很多人知道Lua语言是从魔兽世界开始的。在魔兽世界的聊天中输入：

    /script print("Hello, WoW")

即可运行Lua脚本，输出“Hello WoW”。通过这样的方式，玩家几乎可以通过输入命令做游戏中的任何事。于是有很多人利用这点，制作了很多外挂，来实现自动化游戏，迫使暴雪公司不得不限制接口的功能。

与只在开发过程中使用的传统脚本系统不同，魔兽世界将脚本的控制权交给了玩家，使得每个人都可以自定义游戏。例如，通过下面的脚本可以关闭小地图：

    -- close minimap
    /script UIFrameFadeOut(Minimap,1)

    -- open minimap
    /script Minimap:SetAlpha(1)

通过几行脚本，就可以轻易地更改界面布局。我们也可以添加自己想要的功能，如监听游戏事件、弹出提醒框等。

由于MMO类型的游戏有着丰富多变的玩法，因此无论是游戏的开发，还是游戏的运行，引入脚本系统都可以大大提升游戏的灵活性。

Dota2角色的AI结构

对于系统或UI界面没那么复杂的竞技类游戏，脚本系统也有它存在的意义。DOTA2的AI就是这样一套脚本系统，从角色选择、装备合成、技能释放等初级的操作，到分路选择、团战时机判断、角色间配合等团队型决策，都可以通过Lua脚本自由定制。例如，截至本书编写时间，在DOTA2的7.x版本中，通过更改hero_selection.lua，即可控制对战电脑的阵容：

    function Think()
        if ( GetTeam()==TEAM_RADIANT )
        then
            print( "selecting radiant" );
            SelectHero( 0, "npc_dota_hero_antimage" );
            SelectHero( 1, "npc_dota_hero_lina" );
            SelectHero( 2, "npc_dota_hero_sven" );
            SelectHero( 3, "npc_dota_hero_bloodseeker" );
            SelectHero( 4, "npc_dota_hero_crystal_maiden" );
        elseif ( GetTeam()==TEAM_DIRE )
        then
            print( "selecting dire" );
            SelectHero( 5, "npc_dota_hero_drow_ranger" );
            SelectHero( 6, "npc_dota_hero_earthshaker" );
            SelectHero( 7, "npc_dota_hero_juggernaut" );
            SelectHero( 8, "npc_dota_hero_mirana" );
            SelectHero( 9, "npc_dota_hero_nevermore" );
        end
    end

如果想更改角色的装备合成，也可以重写每个角色自己的Lua控制文件。例如，要想更改“流浪剑客斯温”的出装，就需要重写item_purchase_sven.lua文件：

    local tableItemsToBuy={
        "item_tango",
        "item_clarity",
        "item_flask",
        ----------------------
        "item_blink",
        ---------------------
        "item_boots",
        "item_blades_of_attack",
        "item_blades_of_attack",
        ----------------------
        "item_ogre_axe",
        "item_quarterstaff",
        "item_sobi_mask",
        "item_robe",
        ----------------------
        "item_ogre_axe",
        "item_mithril_hammer",
        "item_recipe_black_king_bar",
        -----------------------
        "item_lifesteal",
        "item_mithril_hammer",
        "item_reaver",
        ----------------------
        "item_reaver",
        "item_vitality_booster",
        "item_recipe_heart",
    };

    // PurchaseLogic
    //......

可以看到，通过更改角色的出装表，定制购买道具的顺序，即可个性化地控制角色出装。不做AI的深入讨论，有兴趣的读者可以自行上网查阅相关资料。

在DOTA2的套脚本架构中，最值得借鉴的是，它的主逻辑并不是使用Lua制作的，而是使用效果更高的C++编写的。对于不需要定制的通用功能，采用高效的实现方式是明智之举。如果需要定制角色行为，就创建一个以角色名为后缀的Lua文件。例如，对于角色Lina，可以创建item_purchase_Lina、ability_item_usage_Lina.lua等。在加载游戏时，会检测相应脚本，如果存在名称匹配的脚本，就将其载入运行对应逻辑，否则使用默认的实现，最大化地实现性能的优化。

自设计脚本

既然Lua这么强大，是否就不用自己编写脚本系统了呢？理论上说，Lua可以应付各种情况，没必要自己写一个解释器，重新造一个“轮子”。但这里有个脚本开发的友好性问题。使用脚本的人不一定是熟悉程序的人，因此能正确地编写Lua脚本是有一定门槛的。如果是自定义的脚本，就可以将语法设计得更具体一些，贴近自然语言，以降低使用门槛。值得强调的是，设计脚本语法并不是没有成本的，我们在动手之前，需要衡量工作量与工期。下面就以CG动画脚本为例来说明。

在游戏中制作CG过场动画时通常需要策划和美术多人协助完成。对于Unity 3D来说，可以找到制作CG事件的插件，但从实际推行的效果来看，学习成本并不低。对于常规的场景分镜，其实并不一定要有特殊的动画效果，因此采用有限语法的脚本完全可以满足需求。在制定语法时，完全可以使用中文，以降低英语门槛，防止出现拼写等错误。一个简单的脚本可以是下面这样的。

    场景：3-1
    描述：两人对于需求更改的争执
    角色：程序员[替代标志(A)，位置(2,2,3)]，策划人员[替代标志(B)，位置(2,2, -4)]

    开始
    摄像机：过肩拍[目标(B)，距离(10)]
    摄像机：淡入[时长(1)]
    移动：B[位置(2,2,0)]
    等待
    转向：A[目标(B)]
    下一段
    摄像机：回应
    对话：B[文字(已经开始做宠物模块了吗？)]
    对话：A[文字(刚刚制作好界面，都快累吐血了)]
    对话：B[文字(那真是不太好，由于之前的界面感觉不对，现在已经有新版了)]
    对话：A[文字(没时间重做了，这版先这样吧，我先写功能)]
    对话：B[文字(恩，也行。这个新版感觉也不太对)]
    对话：A[文字(我就知道．..)]
    摄像机：淡出[时长(1)]

    下一段
    屏显：文字(一周之后)，时长(2)
    摄像机：淡入[时长(1)]
    对话：B[文字(告诉你个好消息，宠物模块用处不大，这个功能可以去掉了)]
    摄像机：仰拍[目标(A)，距离(5)]
    对话：A[文字(我刚做完！)]

    结束：进入战斗

通过上面的脚本定义方式，能够兼顾可读性与实用性。实际应用中，可能会比这个脚本的功能参数更多，例如播放声音、特效等。但总体来讲，纯文本的内容易于修改，而简明的语法可以使得CG内容更直观。为了避免出错，我们甚至可以编写一个语法校验器，来检查是否在特定位置出现非关键字。VM方面，每行是一条命令，中括号中是参数，小括号中是参数值。在运行时，每次读入一行，并转义成对应的逻辑执行。其中需要约定一些关键值，比如摄像机的回应模式，是指两个对话的人依次出现在屏幕的中心，并且脸部朝向相对，效果可以参照新闻采访。诸如此类的定义都需要结合项目实际需求制定。

总结

通过分析脚本系统的内在原理，我们分析了魔兽世界与DOTA2对应系统的优劣，也探讨了是否有必要设计自己的脚本语法。虽然目前大多数游戏使用脚本系统是为了能够热更新，但相信随着脚本系统的广泛应用，它会因自身的优势被用于更多的场景。