Bevy 寻路技术栈

1.0 执行摘要

1.1 Bevy 寻路生态系统概述

想象你在玩一个策略游戏，点击地图上的某个位置，你的单位就会自动找到路径走过去，避开所有障碍物。这就是寻路系统的作用！

在 Bevy 中，实现寻路功能就像搭积木一样，需要组合使用不同的”积木块”（库）。每个库负责解决特定的问题，它们组合在一起就形成了完整的寻路系统。

一个完整的寻路系统包含三个层次：

物理层 (Physics Layer)：

想象这是你游戏世界的”骨架”
它定义了哪里是地面、哪里是墙壁、哪里是障碍物
就像告诉系统：“这里有一堵墙，角色不能穿过去”

导航网格生成层 (Navmesh Generation Layer)：

这一层把复杂的3D世界转换成一张”地图”
就像把一个复杂的城市简化成一张只标记道路的地图
它告诉角色：“这些地方可以走，哪些地方不能走”

代理逻辑层 (Agent Logic Layer)：

这是最”聪明”的一层
它负责让角色知道怎么从A点走到B点
包括转弯、避让其他角色等高级行为

对于 Bevy 0.16，目前还没有一个库能够独自完成所有这三层的工作。所以我们需要像搭积木一样，选择合适的库来组合使用。

1.2 关键架构决策概要

在构建寻路系统时，你需要做两个重要的选择：

物理层选择：bevy_rapier vs avian

bevy_rapier：就像一辆功能强大的越野车，性能卓越，功能丰富，但操作相对复杂
avian：就像一辆现代化的电动车，设计优雅，使用简单，与 Bevy 完美融合

导航网格生成层选择：bevy_rerecast vs oxidized_navigation

bevy_rerecast：就像使用专业的地图编辑软件，功能强大，可以精确控制每个细节
oxidized_navigation：就像使用自动导航系统，全自动生成，无需手动干预

代理逻辑层：landmass

这是目前的最佳选择，没有其他竞争对手
它负责让你的角色智能地移动

1.3 推荐技术栈总结

对于初学者，我强烈推荐：avian + oxidized_navigation + landmass

为什么推荐这个组合？

简单易用：大部分工作都是自动的
符合 Bevy 理念：完全融入 Bevy 的 ECS 系统
适合动态世界：当你的世界发生变化时（比如墙倒了），寻路会自动更新

1.4 关键组件对比表

组件	作用	初学者友好度	主要特点
bevy_rapier	物理引擎	⭐⭐⭐	功能强大但较复杂
avian	物理引擎	⭐⭐⭐⭐⭐	简单易用，与 Bevy 完美融合
bevy_rerecast	导航网格生成	⭐⭐	需要使用外部编辑器
oxidized_navigation	导航网格生成	⭐⭐⭐⭐⭐	全自动，即插即用
landmass	代理逻辑	⭐⭐⭐⭐	功能完整，使用简单

2.0 基础层：物理引擎分析

物理引擎就像是游戏世界的”物理规则制定者”。它决定了什么东西是实体的（不能穿过），什么东西会掉落，什么东西会碰撞。

对于寻路来说，物理引擎最重要的作用是告诉系统：“这里有障碍物，角色不能穿过去”。

2.1 bevy_rapier: 成熟的行业标杆

bevy_rapier 就像是物理引擎界的”瑞士军刀”——功能齐全，性能强大，经过了时间的考验。

2.1.1 架构哲学：“独立世界”模型

想象 bevy_rapier 的工作方式：

Bevy 有自己的世界（存储所有游戏数据）
Rapier 创建了另一个独立的物理世界
每一帧，数据在这两个世界之间同步

这就像你有两本账本，需要保持它们的数据一致：

Bevy 世界 <--同步--> Rapier 物理世界

优点：

物理计算非常快
功能非常完整

缺点：

需要理解两个世界如何同步
代码稍微复杂一些

2.1.2 功能集与性能

bevy_rapier 提供的功能就像一个专业的物理实验室：

刚体类型：
- 动态（会掉落的箱子）
- 静态（地面、墙壁）
- 运动学（移动平台）
碰撞体形状：
- 基本形状：球、立方体、胶囊体
- 复杂形状：任意网格形状
高级功能：
- 关节（像门的铰链）
- 连续碰撞检测（防止高速物体穿墙）

2.1.3 代码质量、维护与社区

由专业团队维护
有大量用户和活跃社区
文档详尽，示例丰富

2.2 avian: ECS 原生的挑战者

avian 就像是专门为 Bevy 设计的”定制版”物理引擎——它完全融入 Bevy 的系统，使用起来非常自然。

2.2.1 架构哲学：“集成 ECS”模型

avian 的工作方式非常简单直接：

只有一个世界（Bevy 的世界）
物理对象就是普通的 Bevy 实体
所有计算都在 Bevy 系统中进行

Bevy 世界（包含所有物理数据）

优点：

使用超级简单
完全符合 Bevy 的设计理念
没有同步问题

初学者示例：

// 使用 avian 创建一个物理对象就这么简单！
commands.spawn((
    PbrBundle { /* 视觉外观 */ },
    RigidBody::Static,  // 这是个静态物体
    Collider::cuboid(1.0, 1.0, 1.0),  // 碰撞体形状
));

2.2.2 功能集与确定性

avian 提供的功能对于大多数游戏来说完全够用：

基础物理功能：✅ 全部支持
碰撞检测：✅ 和 rapier 用同样的底层库
确定性：✅ 这是 avian 的独特优势！

什么是确定性？ 想象你在玩网络游戏，确定性意味着：

相同的输入总是产生相同的结果
这对网络同步非常重要
avian 在这方面做得很好

2.2.3 代码质量、维护与社区

快速发展中
社区非常活跃
被认为是 Bevy 未来的”官方”物理引擎候选

2.3 寻路几何源的比较与推荐

对于寻路来说，两个物理引擎都能很好地提供障碍物信息。

初学者推荐：使用 avian

原因：

更简单易用
与 Bevy 完美融合
对于大多数游戏来说性能完全足够

什么时候用 bevy_rapier？

你的游戏有数千个物理对象在互相碰撞
你需要非常特殊的物理功能
你的项目已经在使用它了

3.0 几何层：导航网格生成

导航网格生成层就像是一个”地图制作者”——它把复杂的3D世界转换成角色能理解的”地图”。

3.1 bevy_rerecast: 行业标准的移植

bevy_rerecast 就像使用 Photoshop 编辑图片——功能强大，可以精确控制每个细节，但需要学习如何使用。

3.1.1 核心技术：Recast & Detour

Recast 算法的工作原理（简化版）：

把3D世界切成很多小方块（像素化）
标记哪些方块能走，哪些不能走
把能走的方块连接成一张网

它生成两种网格：

多边形网格：简单快速，用于寻路
细节网格：精确贴合地形，让移动更自然

3.1.2 工作流与工具：bevy_rerecast_editor

使用 bevy_rerecast 的流程就像使用地图编辑器：

运行游戏
打开编辑器（一个独立的程序）
调整参数：
- 角色有多高？
- 角色有多胖？
- 能爬多陡的坡？
保存地图文件
在游戏中加载

这种方式适合：

静态关卡（不会变化的地图）
需要精确控制的复杂场景

3.1.3 通过后端与 Bevy 集成

bevy_rerecast 需要知道世界中有哪些障碍物。它通过”后端”系统来获取这些信息：

// 告诉 bevy_rerecast 使用 avian 的碰撞体
app.add_plugin(AvianBackendPlugin);

3.2 oxidized_navigation: 原生的 Rust 实现

oxidized_navigation 就像手机的自动导航——你不需要做任何事，它会自动为你生成地图。

3.2.1 核心技术与运行时工作流

oxidized_navigation 的工作流程极其简单：

添加插件
标记障碍物（添加一个组件）
完成！（系统自动处理剩下的）

// 就是这么简单！
commands.spawn((
    // 你的墙壁模型
    PbrBundle { /* ... */ },
    // 物理碰撞体
    Collider::cuboid(5.0, 2.0, 1.0),
    // 告诉系统：这个会影响导航
    NavMeshAffector,  // <-- 只需要加这个！
));

当世界发生变化时（比如墙倒了），导航网格会自动更新！

3.2.2 与物理引擎的集成

oxidized_navigation 可以和任何物理引擎配合：

使用 avian？安装 oxidized_navigation_avian
使用 rapier？安装 oxidized_navigation_rapier

它会自动读取物理碰撞体，生成导航网格。

3.2.3 API 设计与异步操作

oxidized_navigation 的聪明之处：

异步生成：不会让游戏卡顿
自动更新：世界变化时自动重新生成
简单配置：只需设置角色大小

NavMeshSettings {
    agent_radius: 0.4,  // 角色半径
    agent_height: 1.8,  // 角色高度
    ..default()
}

3.3 导航网格生成的比较与推荐

特性	bevy_rerecast	oxidized_navigation
易用性	⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐
自动化	❌	✅
动态更新	❌	✅
精确控制	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐
需要外部工具	✅	❌

初学者推荐：oxidized_navigation

原因：

即插即用，无需学习额外工具
自动处理动态变化
代码量最少

4.0 逻辑层：使用 landmass 进行代理导航

landmass 就像是角色的”大脑”——它让角色知道如何智能地移动。

4.1 一个综合性的导航系统

landmass 不仅仅是寻路，它是一个完整的 AI 移动系统。

4.1.1 功能范围

landmass 提供四大功能：

路径寻找：找到从A到B的路
路径简化：让路径更自然（不是锯齿状）
转向：控制角色如何转弯
避障：避开其他移动的角色

想象一群人在商场里走动——landmass 让每个人都能找到路，同时避免撞到别人。

4.1.2 架构设计：“群岛”模型

landmass 使用一个有趣的比喻：

Archipelago（群岛）：整个导航世界
Island（岛屿）：一块连通的可行走区域
Agent（代理）：在岛上移动的角色

// 创建一个"群岛"
let archipelago = commands.spawn(Archipelago3d::new()).id();
 
// 角色加入这个群岛
commands.spawn(Agent3dBundle {
    archipelago_ref: ArchipelagoRef::new(archipelago),
    ..default()
});

4.1.3 API 与使用方法

使用 landmass 的步骤：

添加插件

app.add_plugins(Landmass3dPlugin::default());

创建群岛（导航世界）

commands.spawn(Archipelago3d::new());

创建角色

commands.spawn(Agent3dBundle {
    agent: Agent {
        radius: 0.4,         // 角色大小
        desired_speed: 3.0,  // 想要的速度
        max_speed: 5.0,      // 最大速度
    },
    // ... 其他设置
});

设置目标

// 告诉角色去哪里
*agent_target = AgentTarget::Point(Vec3::new(10.0, 0.0, 10.0));

移动角色

// landmass 会计算速度，你只需要应用它
transform.translation += desired_velocity.velocity() * time.delta_seconds();

5.0 整合技术栈：推荐组合与实现

现在让我们把所有积木组合起来！

5.1 生态系统版图：集成库的角色

数据流程图（简化版）：

物理碰撞体 (avian)
    ↓
[转换器] (oxidized_navigation_avian)
    ↓
导航网格 (oxidized_navigation)
    ↓
[转换器] (landmass_oxidized_navigation)
    ↓
角色移动 (landmass)

这些”转换器”库就像适配器，让不同的库能够互相理解。

5.2 首要推荐：全集成技术栈 (avian + oxidized_navigation + landmass)

5.2.1 推荐理由

这个组合就像买了一套智能家居系统——所有东西都能自动协同工作：

超级简单：大部分是自动的
动态更新：世界变化时自动适应
符合 Bevy 理念：完美融入 ECS 系统

5.2.2 实现蓝图

步骤1：设置依赖

# Cargo.toml
[dependencies]
bevy = "0.16"
avian3d = "0.3"
oxidized_navigation = { version = "0.12", features = ["avian"] }
bevy_landmass = "0.8"
landmass_oxidized_navigation = "0.2"

步骤2：初始化系统

fn main() {
    App::new()
        .add_plugins(DefaultPlugins)
        
        // 1. 物理引擎
        .add_plugins(PhysicsPlugins::default())
        
        // 2. 导航网格生成（自动的！）
        .add_plugins(OxidizedNavigationPlugin::<Collider>::new(
            NavMeshSettings {
                agent_radius: 0.4,
                agent_height: 1.8,
                ..default()
            }
        ))
        
        // 3. 角色AI
        .add_plugins(Landmass3dPlugin::default())
        
        // 4. 连接器（让它们协同工作）
        .add_plugins(LandmassOxidizedNavigationPlugin)
        
        .run();
}

步骤3：创建世界

fn setup(mut commands: Commands) {
    // 地面（角色能走的地方）
    commands.spawn((
        PbrBundle { /* 外观 */ },
        RigidBody::Static,
        Collider::cuboid(50.0, 0.1, 50.0),
        NavMeshAffector,  // 关键！标记为可行走
    ));
    
    // 障碍物（角色不能穿过的）
    commands.spawn((
        PbrBundle { /* 外观 */ },
        RigidBody::Static,
        Collider::cuboid(5.0, 2.0, 1.0),
        NavMeshAffector,  // 关键！标记为障碍
    ));
    
    // 创建导航世界
    let archipelago = commands.spawn((
        Archipelago3d::new(),
        OxidizedArchipelago,  // 自动连接！
    )).id();
    
    // 创建角色
    commands.spawn((
        PbrBundle { /* 外观 */ },
        Agent3dBundle {
            agent: Agent {
                radius: 0.4,
                desired_speed: 3.0,
                max_speed: 5.0,
                ..default()
            },
            archipelago_ref: ArchipelagoRef::new(archipelago),
            ..default()
        },
        AgentTarget::Point(Vec3::new(10.0, 1.0, 10.0)),
    ));
}

5.3 备选技术栈及其适用场景

5.3.1 性能优先栈 (bevy_rapier + oxidized_navigation + landmass)

什么时候用？

你有数千个物理对象
性能是第一优先级
你已经熟悉 rapier

改动很小：

# 只需要改 Cargo.toml
bevy_rapier3d = "0.27"  # 替代 avian3d
oxidized_navigation = { version = "0.12", features = ["rapier"] }  # 改 feature

5.3.2 设计创作优先栈 (avian + bevy_rerecast + landmass)

什么时候用？

静态关卡（不会变的地图）
需要美术精确控制
有专门的关卡设计师

工作流程：

使用编辑器精心设计导航网格
保存为文件
游戏加载文件

6.0 结论与未来展望

6.1 最终总结

恭喜你！现在你已经了解了 Bevy 寻路系统的全貌。

关键要点：

寻路需要三层：物理、导航网格、AI逻辑
推荐组合：avian + oxidized_navigation + landmass
核心优势：简单、自动、动态

这个技术栈的美妙之处在于它的自动化——你只需要：

标记哪些东西是障碍物（添加组件）
创建角色
设置目标
系统会处理剩下的一切！

6.2 未来展望

Bevy 生态系统在快速发展，未来会有：

更好的性能：

avian 会越来越快
可能会有更多优化

更多功能：

更智能的 AI 行为
更复杂的避障算法
可能的官方集成

更简单的使用：

可能会有”一键式”解决方案
更好的调试工具
更多教程和示例

初学者建议：

先用推荐的技术栈上手
做一些简单的项目练习
随着经验增长，探索更高级的功能
关注社区动态，学习最新技术

记住：现在就可以开始！这个技术栈已经足够成熟，可以用来做真正的游戏了。

祝你在 Bevy 寻路的旅程中一切顺利！🎮 🚀

狐言乱语

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Bevy 寻路技术栈

Bevy 寻路技术栈

1.0 执行摘要

1.1 Bevy 寻路生态系统概述

1.2 关键架构决策概要

1.3 推荐技术栈总结

1.4 关键组件对比表

2.0 基础层：物理引擎分析

2.1 bevy_rapier: 成熟的行业标杆

2.1.1 架构哲学：“独立世界”模型

2.1.2 功能集与性能

2.1.3 代码质量、维护与社区

2.2 avian: ECS 原生的挑战者

2.2.1 架构哲学：“集成 ECS”模型

2.2.2 功能集与确定性

2.2.3 代码质量、维护与社区

2.3 寻路几何源的比较与推荐

3.0 几何层：导航网格生成

3.1 bevy_rerecast: 行业标准的移植

3.1.1 核心技术：Recast & Detour

3.1.2 工作流与工具：bevy_rerecast_editor

3.1.3 通过后端与 Bevy 集成

3.2 oxidized_navigation: 原生的 Rust 实现

3.2.1 核心技术与运行时工作流

3.2.2 与物理引擎的集成

3.2.3 API 设计与异步操作

3.3 导航网格生成的比较与推荐

4.0 逻辑层：使用 landmass 进行代理导航

4.1 一个综合性的导航系统

4.1.1 功能范围

4.1.2 架构设计：“群岛”模型

4.1.3 API 与使用方法

5.0 整合技术栈：推荐组合与实现

5.1 生态系统版图：集成库的角色

5.2 首要推荐：全集成技术栈 (avian + oxidized_navigation + landmass)

5.2.1 推荐理由

5.2.2 实现蓝图

5.3 备选技术栈及其适用场景

5.3.1 性能优先栈 (bevy_rapier + oxidized_navigation + landmass)

5.3.2 设计创作优先栈 (avian + bevy_rerecast + landmass)

6.0 结论与未来展望

6.1 最终总结

6.2 未来展望

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