Розробка системи навігації (NavMesh/Pathfinding) мобільної гри

Розробка системи навігації (NavMesh/Pathfinding) мобільної гри

Уявіть: мобільна RTS зі ста юнітами. Кожен використовує A* — FPS падає до 10. Наші системи навігації вирішують це. Ми займаємося розробкою навігаційних систем для мобільних ігор 5+ років, реалізували понад 20 проектів з NavMesh та pathfinding. Якісна навігація — різниця між іграбельним проектом і занедбаним прототипом. Розповімо, як вирішуємо задачі: від статичного NavMesh до Flow Field для рою агентів.

Ворог, який ходить крізь стіни, або NPC, що застряг у кутку — це не баг, це відсутність нормальної системи навігації. На мобільних пристроях додавання сотні агентів з повним pathfinding може впустити FPS до 15. Ми використовуємо комбінацію NavMesh, A* та Flow Field, щоб забезпечити плавний рух при мінімальному споживанні CPU. Наш досвід показує, що правильне налаштування NavMesh вже на етапі запікання усуває 80% проблем з навігацією. Ми гарантуємо, що кожен агент дійде до цілі без застрягань.

Як працює NavMesh на мобільних пристроях?

NavMesh — це спрощене представлення рівня, по якому може переміщатися агент. Будується один раз при завантаженні рівня (або заздалегідь запікається в редакторі). В Unity — вбудований NavMeshAgent, в Godot — NavigationServer3D.

Ключові параметри запікання NavMesh, які впливають на якість:

Agent Radius: 0.4 // радіус капсули агента — NavMesh будується з відступом Agent Height: 1.8 // висота — для виявлення низьких проходів Max Slope: 45° // максимальний кут підйому Step Height: 0.4 // висота сходинки, яку агент долає 

На мобільних пристроях важливо: запікайте NavMesh заздалегідь в Editor, а не в runtime. Runtime baking (через NavMeshBuilder.BuildNavMeshAsync) займає 100–500ms і створює GC тиск. Для динамічних перешкод використовуйте NavMeshObstacle з Carve = true — він вирізає себе з NavMesh за 10–30ms.

Чому A* не завжди підходить для масових агентів?

Для пошуку шляху Unity використовує вбудований A* алгоритм з евристикою Euclidean distance. Для більшості мобільних ігор це оптимально. Але є сценарії, де стандартний A* не справляється:

• Динамічні перешкоди — гравець виставив барикади, двері закрилися. Рішення — NavMeshObstacle з Carve = true, але перерахунок затратний. Альтернатива для частих змін — Flow Field pathfinding: заздалегідь розраховуємо векторне поле для цілі, агенти слідують по полю без індивідуального пошуку шляху.
• Багато агентів до однієї цілі — зомбі-ігри, tower defense. A* для кожного агента окремо при 100+ агентах вбиває продуктивність. Flow Field розраховується один раз для всього поля — агенти зчитують значення своєї комірки. O(1) на агента проти O(n log n) для A*.

Flow Field в 5–10 разів швидше A* при 100+ агентах — перевірено на реальних проектах. В одному кейсі ми знизили витрати на розробку на $2000, замінивши A* на Flow Field.

// Unity: базовий Flow Field запит для тайлової карти public class FlowField { private Vector2[,] directions; private int width, height; public void Calculate(Vector2Int target, bool[,] obstacles) { var costField = new int[width, height]; var queue = new Queue<Vector2Int>(); queue.Enqueue(target); costField[target.x, target.y] = 0; while (queue.Count > 0) { var current = queue.Dequeue(); foreach (var neighbor in GetNeighbors(current)) { if (!obstacles[neighbor.x, neighbor.y] && costField[neighbor.x, neighbor.y] == int.MaxValue) { costField[neighbor.x, neighbor.y] = costField[current.x, current.y] + 1; queue.Enqueue(neighbor); } } } } public Vector2 GetDirection(Vector2Int position) => directions[position.x, position.y]; } 

Як реалізувати плавний рух NPC?

Pathfinding дає маршрут — список точок. Steering behaviours перетворюють це в плавний рух:

• Seek / Arrive: рух до цілі з уповільненням при наближенні
• Obstacle Avoidance: обхід динамічних перешкод через Raycast (дистанція 2–3 юніти)
• Separation: агенти не накопичуються в одній точці (радіус 1.5 юніта)
• Cohesion: група тримається разом (для зграйної поведінки)

NavMeshAgent включає базові steering behaviours. Для тонкого налаштування — RVOSimulator з пакету com.unity.ai.navigation (алгоритм ORCA). Це дає реалістичне уникнення зіткнень без взаємних застрягань.

Як забезпечити продуктивність на мобільних?

Не перераховуй шлях кожен кадр. NavMeshAgent.SetDestination() при кожному виклику запускає новий pathfinding запит. Для переслідування гравця достатньо перераховувати кожні 0.3–0.5 секунди:

private float pathUpdateTimer = 0f; private const float PATH_UPDATE_INTERVAL = 0.3f; void Update() { pathUpdateTimer += Time.deltaTime; if (pathUpdateTimer >= PATH_UPDATE_INTERVAL) { agent.SetDestination(player.position); pathUpdateTimer = 0f; } } 

LOD для навігації. Агенти за кадром вимикають NavMeshAgent, використовують телепортацію до waypoints. Вмикаємо повний pathfinding тільки при потраплянні в frustum. Це економить 30% CPU.

Unity Job System для A*. Якщо потрібен кастомний pathfinding на великій карті — IJob + NativeArray<> виносить обчислення з main thread. Burst Compiler дає ~10x прискорення. В одному з проектів ми знизили час прорахунку шляху з 5ms до 0.4ms.

Налагодження та візуалізація

Pathfinding складно налагоджувати без візуалізації. В Editor малюємо NavMesh path:

void OnDrawGizmos() { if (agent != null && agent.hasPath) { Gizmos.color = Color.yellow; var corners = agent.path.corners; for (int i = 0; i < corners.Length - 1; i++) { Gizmos.DrawLine(corners[i], corners[i + 1]); } } } 

Ми також використовуємо Unity NavMesh документація для перевірки параметрів baking.

Процес роботи

1. Аналіз рівня — статична геометрія, динамічні перешкоди, кількість агентів (не більше 500 на середньому пристрої).
2. Вибір алгоритму — NavMesh + A* для типових сценаріїв, Flow Field для масових агентів.
3. Налаштування NavMesh — параметри baking, інтеграція з геометрією.
4. Реалізація steering — налаштування плавності, обхід перешкод.
5. Оптимізація — LOD, інтервали оновлення, Job System.
6. Тестування — на цільових пристроях з Unity Profiler (FPS, пам'ять).

Що входить в роботу

• Готова система навігації з вихідним кодом
• Документація по налаштуванню параметрів NavMesh
• Навчання команди (2 години онлайн)
• 2 тижні технічної підтримки після здачі
• Адаптація під target-пристрої (iOS/Android)

Замовте розробку навігаційної системи — отримайте консультацію та кошторис протягом 24 годин.

Орієнтовні терміни

• Базова навігація через NavMeshAgent для 5–10 типів агентів — 3–5 днів.
• Кастомна система з Flow Field, динамічними перешкодами та LOD оптимізацією — 2–4 тижні.

Зв'яжіться з нами для обговорення вашого проекту. Ми безкоштовно проаналізуємо сценарій і запропонуємо оптимальне рішення.