简介
Godot 4 拥有一套建立在 NavigationServer2D/3D、NavigationRegion 节点和 NavigationAgent 节点之上的强大导航系统。相比 Godot 3 的系统,它有显著改进 — 更灵活、更高性能,对于动态障碍物和多种智能体类型等复杂场景,配置也容易得多。
快速概览: NavigationRegion 定义智能体可以行走的区域。NavigationAgent 负责单个实体的寻路。NavigationServer 在幕后管理一切。
核心概念
- NavigationRegion2D / NavigationRegion3D — 使用 NavigationPolygon(2D)或 NavigationMesh(3D)定义可行走区域。你可以拥有多个区域;服务器会自动将它们合并。
- NavigationAgent2D / NavigationAgent3D — 附加到 CharacterBody 上以处理寻路。它计算下一个路径位置、处理避让,并在导航完成时发出信号。
- NavigationServer2D / NavigationServer3D — 管理所有导航数据的单例。你很少直接与它交互,但它负责地图更新、路径查询和区域连接。
2D 导航设置
步骤 1:添加 NavigationRegion2D
- 在场景中添加一个 NavigationRegion2D 节点。
- 在检查器中,创建一个新的 NavigationPolygon 资源。
- 在 2D 编辑器中绘制可行走的多边形。该多边形定义了智能体可以行走的位置。
TileMap 集成: NavigationPolygon 可以从 TileMap 数据烘焙生成。如果你的瓦片在 TileSet 中定义了导航多边形,只需添加一个 NavigationRegion2D 并进行烘焙 — 它就会根据你的瓦片布局自动生成可行走区域。
添加 NavigationAgent2D
将 NavigationAgent2D 添加为 CharacterBody2D 的子节点。下面是一个完整的移动脚本:
extends CharacterBody2D
@export var speed: float = 200.0
@onready var nav_agent: NavigationAgent2D = $NavigationAgent2D
func _ready() -> void:
# Wait for the navigation map to be ready
await get_tree().physics_frame
nav_agent.path_desired_distance = 4.0
nav_agent.target_desired_distance = 4.0
func set_target(target_pos: Vector2) -> void:
nav_agent.target_position = target_pos
func _physics_process(delta: float) -> void:
if nav_agent.is_navigation_finished():
return
var next_pos := nav_agent.get_next_path_position()
var direction := global_position.direction_to(next_pos)
velocity = direction * speed
move_and_slide()
重要: NavigationServer 需要一个物理帧来完成同步。在 _ready() 中设置第一个目标位置之前,务必先执行 await get_tree().physics_frame,否则智能体可能找不到有效路径。
NavigationAgent2D 的主要属性
-
target_position— 智能体想要前往的位置 -
path_desired_distance— 智能体需要距离每个路径点多近才会前进到下一个 -
target_desired_distance— 智能体需要距离目标多近才会判定导航完成 -
max_speed— 用于避让计算(并不会限制你的移动代码)
3D 导航
3D 导航系统与 2D 完全相同,只是节点类型不同:
NavigationRegion3D+NavigationMeshNavigationAgent3DNavigationServer3D
extends CharacterBody3D
@export var speed: float = 5.0
@onready var nav_agent: NavigationAgent3D = $NavigationAgent3D
func _ready() -> void:
await get_tree().physics_frame
nav_agent.path_desired_distance = 0.5
nav_agent.target_desired_distance = 0.5
func set_target(target_pos: Vector3) -> void:
nav_agent.target_position = target_pos
func _physics_process(delta: float) -> void:
if nav_agent.is_navigation_finished():
return
var next_pos := nav_agent.get_next_path_position()
var direction := global_position.direction_to(next_pos)
velocity = direction * speed
velocity.y -= 9.8 * delta # Apply gravity
move_and_slide()
烘焙导航网格
对于 3D,你通常会从关卡几何体烘焙导航网格,而不是手动绘制。
烘焙配置
NavigationMesh 资源中的主要属性:
- Agent Radius — 智能体与墙壁保持多远的距离。值越大,路径越保守。
- Agent Height — 可行走区域的最小天花板高度。
- Agent Max Climb — 智能体可以走上去的最大台阶高度(例如楼梯)。
- Agent Max Slope — 可行走的最大坡度角(以度为单位)。
# Bake navigation mesh at runtime
var nav_region: NavigationRegion3D = $NavigationRegion3D
nav_region.bake_navigation_mesh()
# Wait for baking to complete
await nav_region.bake_finished
print("Navigation mesh baked!")
导航图层
导航图层让你能够为不同的智能体类型分离可行走区域。例如,地面单位和飞行单位可以拥有不同的导航网格。
# Set navigation layers on the agent
nav_agent.set_navigation_layer_value(1, true) # Ground layer
nav_agent.set_navigation_layer_value(2, false) # Not flying layer
# Set navigation layers on the region
nav_region.set_navigation_layer_value(1, true) # This region is for ground
nav_region.set_navigation_layer_value(2, false) # Not for flying
一个典型的图层设置:
- Layer 1 — 地面单位(士兵、车辆)
- Layer 2 — 飞行单位(无人机、鸟类)
- Layer 3 — 大型单位(仅限宽阔的走廊)
避让(Avoidance)
NavigationAgent 内置了局部避让功能,以防止智能体相互重叠。启用避让后,智能体会计算出一个能远离其他智能体的安全速度。
extends CharacterBody2D
@export var speed: float = 200.0
@onready var nav_agent: NavigationAgent2D = $NavigationAgent2D
func _ready() -> void:
await get_tree().physics_frame
nav_agent.avoidance_enabled = true
nav_agent.radius = 20.0
nav_agent.max_speed = speed
nav_agent.velocity_computed.connect(_on_velocity_computed)
func set_target(target_pos: Vector2) -> void:
nav_agent.target_position = target_pos
func _physics_process(delta: float) -> void:
if nav_agent.is_navigation_finished():
return
var next_pos := nav_agent.get_next_path_position()
var direction := global_position.direction_to(next_pos)
# Set the desired velocity — the agent will compute a safe one
nav_agent.velocity = direction * speed
func _on_velocity_computed(safe_velocity: Vector2) -> void:
velocity = safe_velocity
move_and_slide()
工作原理: 你不直接使用速度,而是将 nav_agent.velocity 设置为你期望的速度。随后智能体通过 velocity_computed 信号计算出一个能避开附近智能体的 safe_velocity。你在回调中应用这个安全速度。
动态导航
你可以在运行时修改导航网格,以应对门、可破坏的墙壁或变化的地形:
# Enable/disable a navigation region (e.g., open/close a door)
var door_region: NavigationRegion2D = $DoorNavigationRegion
door_region.enabled = false # Block this path
door_region.enabled = true # Open this path
# Add a navigation obstacle (blocks agent paths)
var obstacle := NavigationObstacle2D.new()
obstacle.radius = 30.0
add_child(obstacle)
# Re-bake after level changes (3D)
nav_region.bake_navigation_mesh()
await nav_region.bake_finished
性能提示: 在运行时烘焙 3D 导航网格代价高昂。对于 3D 中的动态障碍物,优先使用 NavigationObstacle3D 而非重新烘焙。对于 2D,你可以低成本地切换 NavigationRegion2D.enabled。
常见模式
追踪玩家的敌人 AI
extends CharacterBody2D
@export var speed: float = 150.0
@export var chase_range: float = 300.0
@onready var nav_agent: NavigationAgent2D = $NavigationAgent2D
var player: Node2D
func _ready() -> void:
await get_tree().physics_frame
player = get_tree().get_first_node_in_group("player")
func _physics_process(delta: float) -> void:
if not player:
return
var distance := global_position.distance_to(player.global_position)
if distance > chase_range:
return # Too far, don't chase
# Update target every frame (or throttle to every N frames)
nav_agent.target_position = player.global_position
if nav_agent.is_navigation_finished():
return
var next_pos := nav_agent.get_next_path_position()
var direction := global_position.direction_to(next_pos)
velocity = direction * speed
move_and_slide()
NPC 巡逻路线
extends CharacterBody2D
@export var speed: float = 100.0
@export var patrol_points: Array[Vector2] = []
@onready var nav_agent: NavigationAgent2D = $NavigationAgent2D
var current_patrol_index: int = 0
func _ready() -> void:
await get_tree().physics_frame
if patrol_points.size() > 0:
nav_agent.target_position = patrol_points[0]
func _physics_process(delta: float) -> void:
if patrol_points.size() == 0:
return
if nav_agent.is_navigation_finished():
# Move to next patrol point
current_patrol_index = (current_patrol_index + 1) % patrol_points.size()
nav_agent.target_position = patrol_points[current_patrol_index]
return
var next_pos := nav_agent.get_next_path_position()
var direction := global_position.direction_to(next_pos)
velocity = direction * speed
move_and_slide()
点击移动(俯视角)
extends CharacterBody2D
@export var speed: float = 200.0
@onready var nav_agent: NavigationAgent2D = $NavigationAgent2D
func _ready() -> void:
await get_tree().physics_frame
func _unhandled_input(event: InputEvent) -> void:
if event is InputEventMouseButton and event.pressed:
nav_agent.target_position = get_global_mouse_position()
func _physics_process(delta: float) -> void:
if nav_agent.is_navigation_finished():
return
var next_pos := nav_agent.get_next_path_position()
var direction := global_position.direction_to(next_pos)
velocity = direction * speed
move_and_slide()
Godot 3 到 Godot 4 的变化
| Godot 3 | Godot 4 |
|---|---|
Navigation2D 节点 |
已移除。改用 NavigationRegion2D + NavigationAgent2D |
Navigation.get_simple_path() |
NavigationServer2D.map_get_path() |
| 手动路径跟随 | 由 NavigationAgent.get_next_path_position() 处理 |
| 无内置避让 | NavigationAgent.avoidance_enabled |
| 无导航图层 | 每张地图 32 个导航图层 |
| 无障碍物 | NavigationObstacle2D/3D |