一、 引言
本文源于一个简单的想法 “在LINUX服务器进程中，加载Unity搭建的场景，并驱动AI在客户端的行为”，这个想法引发了一系列的思考：
物理引擎的选择
如何从Unity导出场景
如何用PhysX加载场景，并验证其正确性
如何驱动AI寻路
等等
带着上面的问题，作者花了大概两周的时间完成了组件选型、搭建、测试验证的工作，也整理完了这篇文章，分享给有相同疑问的同事。 因此，本文主要侧重于工作流的介绍和工具的使用，原理的介绍只会在必须的情况下提及，更多的原理需要大家去自行查阅，比如PhysXAPI的使用、CharacterController的应用、Detour库的使用等，可以详读最后一节的参考文献。
下面开始，会逐步解决上面的问题，另外，列举一下文中用到的组件列表，方便大家提前查阅。
PhysX
PhysX Visual Debugger（PVD)
UnityPhysXExport
RecastNavigation
Microsoft Visual Studio
Premake5
首先是物理引擎的选择，这里选择了PhysX，主要有两个原因：
开源，支持Unity\UE3\UE4
有很多成功的游戏，已经成为腾讯内部的主流技术选型
下一节开始，会开始介绍Linux环境下PhysX环境的搭建。
二、 Linux环境PhysX搭建
1. 下载
下载PhysX，首先需要申请加入NVIDIAGameWorks，进入NVIDIA官网，找到PhysX下载页，然后按步骤操作就好，系统会自动审核，大概10分钟就可以搞定了。
得到授权后，可以进入github主页下载版本，地址如下：
2. 编译
PhysX的编译十分简单，github上写的也很清楚，开发机是linux64环境，所以直接进入PhysX-3.4-master/PhysX_3.4/Source/compiler/linux64文件夹，输入make执行即可，编译成功会生成一系列的静态和动态库。
【root@SH-todo-1412181717 /data/physx/PhysX-3.4-master/PhysX_3.4】# find -name ".a"
./Lib/linux64/libLowLevelCHECKED.a
./Lib/linux64/libLowLevelAABBCHECKED.a
./Lib/linux64/libLowLevelDynamicsCHECKED.a
./Lib/linux64/libLowLevelClothCHECKED.a
./Lib/linux64/libLowLevelParticlesCHECKED.a
./Lib/linux64/libPhysX3VehicleCHECKED.a
./Lib/linux64/libPhysX3ExtensionsCHECKED.a
./Lib/linux64/libSceneQueryCHECKED.a
./Lib/linux64/libSimulationControllerCHECKED.a
./Lib/linux64/libLowLevelDEBUG.a
./Lib/linux64/libLowLevelAABBDEBUG.a
./Lib/linux64/libLowLevelDynamicsDEBUG.a
./Lib/linux64/libLowLevelClothDEBUG.a
./Lib/linux64/libLowLevelParticlesDEBUG.a
./Lib/linux64/libPhysX3VehicleDEBUG.a
./Lib/linux64/libPhysX3ExtensionsDEBUG.a
./Lib/linux64/libSceneQueryDEBUG.a
./Lib/linux64/libSimulationControllerDEBUG.a
./Lib/linux64/libLowLevelPROFILE.a
./Lib/linux64/libLowLevelAABBPROFILE.a
./Lib/linux64/libLowLevelDynamicsPROFILE.a
./Lib/linux64/libLowLevelClothPROFILE.a
./Lib/linux64/libLowLevelParticlesPROFILE.a
./Lib/linux64/libPhysX3VehiclePROFILE.a
./Lib/linux64/libPhysX3ExtensionsPROFILE.a
./Lib/linux64/libSceneQueryPROFILE.a
./Lib/linux64/libSimulationControllerPROFILE.a
./Lib/linux64/libLowLevel.a
./Lib/linux64/libLowLevelAABB.a
./Lib/linux64/libLowLevelDynamics.a
./Lib/linux64/libLowLevelCloth.a
./Lib/linux64/libLowLevelParticles.a
./Lib/linux64/libPhysX3Vehicle.a
./Lib/linux64/libPhysX3Extensions.a
./Lib/linux64/libSceneQuery.a
./Lib/linux64/libSimulationController.a
./Snippets/lib/linux64/libSnippetUtilsCHECKED.a
【root@SH-todo-1412181717 /data/physx/PhysX-3.4-master/PhysX_3.4】# find -name ".so"
./Bin/linux64/libPhysX3GpuCHECKED_x64.so
.///代码效果参考：http://hnjlyzjd.com/hw/wz_23991.html
Bin/linux64/libPhysX3GpuDEBUG_x64.so./Bin/linux64/libPhysX3GpuPROFILE_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3Gpu_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3CommonCHECKED_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3CHECKED_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3CharacterKinematicCHECKED_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3CookingCHECKED_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3CommonDEBUG_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3DEBUG_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3CharacterKinematicDEBUG_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3CookingDEBUG_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3CommonPROFILE_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3PROFILE_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3CharacterKinematicPROFILE_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3CookingPROFILE_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3Common_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3CharacterKinematic_x64.so
./Bin/linux64/libPhysX3Cooking_x64.so
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PhysX提供DEBUG和RELEASE库，使用DEBUG库编译可以连接PVD进行调试，另外，因为执行时需要动态链接，所以也需要把动态库的路径添加到ld.so.conf配置中，完成配置后执行ldconfig刷新，同时也可以执行ldconfig -p进行检查是否添加成功。
【root@SH-todo-1412181717 /data/physx/PhysX-3.4-master/PhysX_3.4】# cat /etc/ld.so.conf
include ld.so.conf.d/.conf
/data/physx/PhysX-3.4-master/PxShared/bin/linux64/
/data/physx/PhysX-3.4-master/PhysX_3.4/Bin/linux64/
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3. DEMO测试
这里选择的是PhysX-3.4-master/PhysX_3.4/Snippets/SnippetHelloWorld.cpp进行测试，首先需要修改代码中的snippetMain为main，不然编译时会找不到main函数。同时编写makefile，这里的链接顺序不要错了，makefile内容如下
BINARY = $(patsubst %.cpp,%,$(wildcard .cpp))
DEBUG_FLAG=-g -Werror -Wall -fPIC -fno-strict-aliasing -I ../../Include/ -I ../../../PxShared/include/ -DNDEBUG \
-L ../../Bin/linux64/ \
-lPxFoundationDEBUG_x64 \
-lPhysX3CommonDEBUG_x64 \
-lPhysX3DEBUG_x64 \
-lPhysX3CookingDEBUG_x64 \
-lPhysX3PROFILE_x64 \
-lPhysX3CommonPROFILE_x64 \
-lPhysX3CharacterKinematicDEBUG_x64 \
-L ../../Lib/linux64/ \
-lLowLevel \
-lPhysX3Extensions \
-l PhysX3Vehicle \
-l SceneQuery \
-l SimulationController \
-L ../../../PxShared/bin/linux64/ \
-lPxFoundationDEBUG_x64 \
-lPxPvdSDKDEBUG_x64 \
-lPxFoundationPROFILE_x64 \
-lPxPvdSDKPROFILE_x64 \
-L ../../../PxShared/lib/linux64/ \
-lPsFastXmlDEBUG \
-lPxCudaContextManagerDEBUG \
-lPxTaskDEBUG \
-lpthread -ldl -rdynamic
RELEASE_FLAG = -Werror -Wall -fPIC -fno-strict-aliasing -I ../../Include/ -I ../../../PxShared/include/ -DNDEBUG \
-L ../../Bin/linux64/ \
-lPxFoundation_x64 \
-lPhysX3Common_x64 \
-lPhysX3_x64 \
-lPhysX3Cooking_x64 \
-lPhysX3PROFILE_x64 \
-lPhysX3CommonPROFILE_x64 \
-lPhysX3CharacterKinematic_x64 \
-L ../../Lib/linux64/ \
-lLowLevel \
-lPhysX3Extensions \
-l PhysX3Vehicle \
-l SceneQuery \
-l SimulationController \
-L ../../../PxShared/bin/linux64/ \
-lPxFoundation_x64 \
-lPxPvdSDK_x64 \
-lPxFoundationPROFILE_x64 \
-lPxPvdSDKPROFILE_x64 \
-L ../../../PxShared/lib/linux64/ \
-lPsFastXml \
-lPxCudaContextManager \
-lPxTask \
-lpthread -ldl -rdynamic
#all:$BINARY)
all:SnippetHelloWorld.cpp
g++ SnippetHelloWorld.cpp $(DEBUG_FLAG)
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这里只编译SnippetHelloWorld.cpp测试，执行make all即可，生成a.out，执行a.out测试是否成功。
三、 PVD调试
上一小节，已经完成了PhysX在服务器端的编译，下面我们开始测试PVD和服务器进程的连通调试。
首先介绍一下PVD的工作原理，PVD启动后会监听127.0.0.1:5425端口，服务器上启动的进程，需要连接上PVD进行，连通后PVD界面上会出现服务器创建的场景。
1. PVD安装
PVD安装十分简单，进入NVIDA官方下载页，下载安装即可，启动后可以看到PVD的主界面，同时在当前机器上，telnet 127.0.0.1 5425可以连通，说明PVD正常启动，并监听端口成功。
下面是连接的示例代码：
gFoundation = PxCreateFoundation(PX_FOUNDATION_VERSION, gAllocator, gErrorCallback);
gPvd = PxCreatePvd(gFoundation);
PxPvdTransport transport = PxDefaultPvdSocketTransportCreate(PVDHOST, 5425, 10);
if ( transport == NULL ) {
printf("Transport Create failed\n");
}
int ret = gPvd->connect(*transport,PxPvdInstrumentationFlag::eALL);
printf ("connect ret:%d\n", ret);
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2. 搭建反向隧道
当前公司的LINUX开发机无法直接连上办公区的开发机，这里需要建立反向隧道。这里的反向隧道是把LINUX开发机上127.0.0.1:5425的请求，转到办公区的开发机上，这里才能实现和PVD的连通。
Mac开发机上建反向隧道比较简单，执行ssh -N -f -R 5425:127.0.0.1:5425 username@10.12.234.153 -p 36000就可以，其中10.12.234.153是开发机。
Windows开发机相对麻烦一些，作者先用的openssh测试，启动后进程没有常驻，最后用putty解决了，putty的配置如下所示：
配置完成后，点击open，登陆完成后，就可以连接上了。
这时可以在Linux开发机上telnet 127.0.0.1 5425端口，如果可以连通，就说明反向隧道已经建立成功。
3. 连通PVD测试
在Linux开发机上执行a.out，可以在PVD上看到服务器进程创建的场景，下图中的测试场景是从一个UNITY测试场景导出的。
下面开始介绍如何从一个UNITY测试场景导出在PhysX中可以加载的场景。
4. 场景导出
下载UnityPhysXExport(Github:github.com/tnqiang/UnitySceneExport2PhysX3
)，并按照说明操作，可以导出一份xml文件，需要注意的是，要把场景加到BuildSettings中，导出文件如下所示：
[span class="hljs-title class">PhysX30Collection version="3.3.4" >
[span class="hljs-name">UpVector >0 0 0
[span class="hljs-name">Scale >
[span class="hljs-name">Length >0
[span class="hljs-name">Mass >0
[span class="hljs-name">Speed >10
[span class="hljs-name">PxMaterial >
[span class="hljs-name">Id >2253976624
[span class="hljs-name">DynamicFriction >0.6
[span class="hljs-name">StaticFriction >0.6
[span class="hljs-name">Restitution >0
[span class="hljs-name">FrictionCombineMode >eAVERAGE
[span class="hljs-name">RestitutionCombineMode >eAVERAGE
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服务器端的加载配置并添加到场景中的代码如下：
//load config
PxDefaultFileInputData inputData("./MainScence.xml");
PxCollection collection = PxSerialization::createCollectionFromXml(inputData, cooking, registry );
if (NULL == collection) {
printf("CreateCollectionFromXml failed\n");
return;
}
//create scene
PxSceneDesc sceneDesc(gPhysics->getTolerancesScale());
sceneDesc.gravity = PxVec3(0.0f, -9.81f, 0.0f);
gDispatcher = PxDefaultCpuDispatcherCreate(2);
sceneDesc.cpuDispatcher = gDispatcher;
sceneDesc.filterShader = PxDefaultSimulationFilterShader;
gScene = gPhysics->createScene(sceneDesc);
gScene->addCollection(collection);
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四、 从Unity场景导出NavMesh
从Unity场景导出NavMesh的方法，查到的资料主要有两种方法，这两种方法都是基于Recastnavigation库。
方法一是使用CritterAI库，安装插件到Unity中，项目地址在 ，项目主页上介绍的方法比较简单，但依赖于地形数据，比较耗性能，网上还有一篇采用query_tag选项导出的方法，尝试多次后没有成功，所以放弃了这一方法。
方法二是直接使用Recastnavigation库，这里主要介绍下这种方法的导出过程。
Recast/Detour在线手册 ，有兴趣的同学可以研究下。
1. 导出场景描述的OBJ文件
从wiki上的源码，生成两个cs文件ObjExporter.cs和EditorObjExporter.cs
把两个文件放到当前项目Assets/Editor文件夹下，然后选择一个网格对象，在 Custom 菜单中根据需要选择导出为 Obj 文件，文件将被保存在项目目录中，扩展名为.obj的文件。
2. 安装Recastnavigation库
首先要从github主页下载项目，
下载完后，根据主页上的说明，下载premake5，放到RecastDemo下，通过cmd命令行，生成vs2010依赖的编译文件，premake5的使用方法这里不再介绍，执行的命令如下：
premake5.exe —os=windows vs2010
然后需要下载SDL2库，进入 ，下载SDL2-devel-2.0.5-VC.zip即可，下载完成后放到RecastDemo/Contrib目录下，如下图所示：
用vs2015打开项目，执行编译（如果出现了连接错误，可以尝试将项目——项目属性——配置属性——连接器——清单文件——嵌入清单 “是”改为“否”），编译成功后，可以在bin目录下找到RecastDemo.exe文件，双击打开即可。Demo中提供了两个测试场景，在InputMesh中选择其中一个进行加载，关于Recastnavigation的使用，这里不再详述.
3. 导入场景文件，导出NavMesh文件
把上面导出的.obj文件放到Bin/Meshes下，然后选择目标obj文件，执行Build，即可完成NavMesh的构建，如下图所示：
右侧支持调整参数，调整完成后点击build可以再次生成，确认OK后点击save即可生成服务器可以使用的navmesh.bin文件。
五、 服务器加载NavMesh文件
1. Linux环境，Recastnavigation环境搭建
服务器加载NavMesh文件，需要用到Recastnavigation中的Detour库，所以，首先需要在Linux开发环境，搞完编译问题。
把之前下载的Recastnavigation，在Linux下解压，并在Detour的Source目录下创建makefile，Detour库没有任何外部的依赖，所以编译比较简单，编译生成一个静态库。
OBJS = $(patsubst %.cpp,%.o,$(wildcard .cpp))
FLAG=-g -Werror -Wall -fPIC -fno-strict-aliasing -I ../Include/
TARGET = libdetour.a
all:$(TARGET)
$(TARGET):$(OBJS)
ar q $@ $(OBJS)
%.o:%.cpp
g++ -c $< $(FLAG)
clean:
rm -rf $(TARGET) $(OBJS)
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编译成功后，在之前的demo编译的makefile中，加下对Detour库的链接。
DETOUR = -I /data/physx/recastnavigation-master/Detour/Include/ -L /data/physx/recastnavigation-master/Detour/Source/ -l detour
#all:$BINARY)
all:SnippetHelloWorld.cpp
g++ SnippetHelloWorld.cpp $(DEBUG_FLAG) $(DETOUR)
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2. 加载NavMesh文件
加载NavMesh文件，需要用到Detour中的dtNavMesh类，类提供了Init接口，但是使用RecastDemo导出的bin文件，不能直接用使用Init接口打开，因为这里用到了自定义的头部结构，头部结构定义在Sample_TileMesh.cpp中，如下所示：
struct NavMeshSetHeader
{
int magic;
int version;
int numTiles;
dtNavMeshParams params;
};
struct NavMeshTileHeader
{
dtTileRef tileRef;
int dataSize;
};
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RecastDemo生成的文件头部是NavMeshSetHeader结构，而不是MeshHeader，这里官方没有一个很好的说明，详细可以看下面的加载代码:
FILE fp = fopen(path, "rb");
if (!fp) return 0;
// Read header.
NavMeshSetHeader header;
size_t readLen = fread(&header, sizeof(NavMeshSetHeader), 1, fp);
if (readLen != 1)
{
fclose(fp);
return 0;
}
if (header.magic != NAVMESHSET_MAGIC)
{
fclose(fp);
return 0;
}
if (header.version != NAVMESHSET_VERSION)
{
fclose(fp);
return 0;
}
dtNavMesh* mesh = dtAllocNavMesh();
if (!mesh)
{
fclose(fp);
return 0;
}
dtStatus status = mesh->init(&header.params);
if (dtStatusFailed(status))
{
fclose(fp);
return 0;
}
复制
初始化成功后，就可以读取所有的Tiles
// Read tiles.
for (int i = 0; i < header.numTiles; ++i)
{
NavMeshTileHeader tileHeader;
readLen = fread</
