第01章 走進Unity3D的世界

本章導讀

歡迎學習Unity3D專業游戲引擎！本章將帶領讀者走進Unity3D的世界，這是讀者步入游戲制作殿堂的第一步。首先介紹Unity3D的整個界面布局，然后通過一個官方的游戲演示（Angry Bots）來讓讀者了解Unity3D的界面和用途，接著學習如何創建一個新的項目以及編寫腳本。

1.1 Unity3D簡介

Unity3D也稱為Unity，是由Unity Technologies公司開發的一款讓游戲設計師輕松創建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等類型互動內容的多平臺的綜合型游戲開發軟件，是一個全面整合的專業游戲引擎。Unity3D類似于Director、Blender Game Engine、Virtools或Torque Game Builder，是以交互的圖形化開發環境為首要方式的軟件，其編輯器可以運行在Windows或Mac OS X下，可發布游戲到Windows、Mac、Wii、iPhone、Windows Phone 8或Android平臺，也可以利用Unity Web Player插件發布網頁游戲，支持Mac和Windows的網頁瀏覽，它的網頁播放器也被Mac Widgets所支持。

1.1.1 Unity3D引擎

打開http://unity3d.com官方網站下載Unity3D軟件，下載完成后，雙擊運行UnitySetup-###.exe安裝文件，并接受許可協議，按照屏命令提示進行安裝。使用默認安裝路徑（建議使用默認安裝路徑，安裝路徑中不能有中文字符，否則無法識別）即可，如圖1-1所示。安裝完成后，Unity會提示注冊自己的版本。對于免費版和試用的專業版來說，這非常簡單，選擇互聯網激活后，填寫一個表單并輸入用戶姓名和電子郵件地址，然后在反饋回來的網址當中激活即可。

圖1-1

1.1.2 Unity3D的歡迎界面

雙擊軟件快捷圖標，啟動Unity3D軟件，會看到一個歡迎界面，如圖1-2所示。在歡迎界面中，通過選擇不同的選項，可以跳轉到不同的教程資源和指南。如果關閉Show at Startup（在啟動時顯示）選項，那么在以后啟動軟件時就不會再出現歡迎界面。要想再次看到歡迎界面，可以執行Help（幫助）>Welcome Screen（歡迎界面）菜單命令重新打開歡迎界面，如圖1-3所示。

圖1-2

圖1-3

在關閉了歡迎界面之后，所呈現出來的就是Unity3D游戲引擎的界面，如圖1-4所示。

圖1-4

1.1.3 菜單欄

Unity3D的菜單欄中一共包含File（文件）、Edit（編輯）、Assets（資源）、GameObject（游戲對象）、Component（組件）、Window（窗口）和Help（幫助）7組菜單。如圖1-5所示。

圖1-5

File（文件）：該菜單組主要用于打開和保存場景項目，同時也可以創建場景，如圖1-6所示。

圖1-6

Edit（編輯）：該組菜單主要用于場景對象的基本操作（如撤銷、重做、復制、粘貼等）以及項目的相關設置，如圖1-7所示。

圖1-7

Assets（資源）：該組菜單主要用于資源的創建、導入、導出以及同步相關的所有功能，如圖1-8所示。

圖1-8

GameObject（游戲對象）：該組菜單主要用于創建、顯示游戲對象以及為其建立父子關系，如圖1-9所示。

圖1-9

Component（組件）：該組菜單主要用于在項目制作過程中為游戲物體添加組件或屬性，如圖1-10所示。

圖1-10

Window（窗口）：該組菜單主要用于在項目制作過程中，顯示其Layout（布局）、Scene（場景）、Game（游戲）或Inspector（檢查）等的窗口，如圖1-11所示。

圖1-11

Help（幫助）：該組菜單主要用于新手初步了解Unity3D的基礎知識，如圖1-12所示。

圖1-12

1.1.4 場景控件

圖1-13

在軟件界面中的左上角有4個控制游戲物體的控件，其快捷鍵分別對應鍵盤上的Q、W、E、R，如圖1-13所示。

手形控件 ：該控件的快捷鍵為Q鍵。選擇該控件以后，按住鼠標左鍵在場景中拖曳光標，可隨意移動視圖。如果是按住鼠標右鍵拖曳場景，則可以旋轉視圖，如圖1-14所示。

圖1-14

移動控件 ：該控件的快捷鍵為W鍵。選擇該控件并選擇游戲對象以后，可以在坐標軸的X、Y、Z軸上移動游戲對象，也可以通過中間的正方形來自由移動游戲對象，如圖1-15所示。

圖1-15

旋轉控件 ：該控件的快捷鍵為E鍵。選擇該控件并選擇游戲對象以后，可以在坐標軸的X（紅軸）、Y（綠軸）、Z（藍軸）軸上旋轉游戲對象，如果沒有選擇任何坐標軸，則可以任意旋轉，如圖1-16所示。

圖1-16

縮放控件 ：該控件的快捷鍵為R鍵。選擇該控件并選擇游戲對象以后，可以在坐標軸的X、Y、Z軸上對游戲對象進行單軸縮放，也可以通過中間的正方形來對游戲對象進行等比例縮放，如圖1-17所示。

圖1-17

1.1.5 小結

Unity3D是一款功能強大而又簡單的集成編輯器和引擎，為游戲設計師提供創建和發布游戲所需的所有工具。可以提升游戲設計師的游戲制作技術，是一款值得大家學習的軟件！

1.2 Unity3D界面

Angry Bots游戲是Unity3D的一個官方游戲演示，下面通過Angry Bots演示游戲來講解Unity的界面與用途。

1.2.1 路徑

當Unity3D安裝完成后，一般Angry Bots演示會被自動打開。如果沒有自動打開，則就會出現一個Project Wizard（項目向導）對話框，詢問是否打開項目，如圖1-18所示。

圖1-18

1.2.2 Angry Bots簡介

圖1-19

在打開Angry Bots演示之后，使用鼠標左鍵單擊屏幕頂端的Play按鈕即可開始演示程序的測試，如圖1-19所示。

按住鍵盤上的W、S、A、D鍵，可控制在Angry Bots演示中人物前、后、左、右的移動。按住鼠標左鍵能夠進行自由射擊，如圖1-20所示。完成測試后，按下Esc鍵暫停游戲。最后使用鼠標左鍵再次單擊Play按鈕結束測試。

圖1-20

1.2.3 場景視圖

本節將講解編輯器中的Scene（場景）視圖。場景是游戲工程中最基礎的元素，也是游戲制作的第一步，只有建立了場景，才能放置其他資源。Scene（場景）視圖是用來對場景進行交互式顯示的，場景用于操作和編輯環境、玩家、攝像機、敵人和其他游戲對象。Scene（場景）視圖也是編輯器中最重要的視圖，制作一款游戲最多的操作都是在Scene（場景）視圖中完成的。例如，擺放游戲對象的位置、預覽游戲界面效果等，如圖1-21所示。

圖1-21

Scene（場景）視圖的右上角有一個名為Persp的特殊工具，一般將其稱為“陀螺儀”，如圖1-22所示。Persp的作用是幫助用戶迅速地切換觀察場景的角度。使用鼠標左鍵單擊綠色小圓錐（即Y軸），那么場景視圖將呈現出場景的俯視圖，如圖1-23所示。Persp（陀螺儀）的上方有一個如圖1-24所示的搜索欄，在搜索欄中輸入vat（大桶），那么此時Scene（場景）視圖會單獨顯示vat（大桶），如圖1-25所示，此時就能對該物品進行單獨的操作。操作完成后，左鍵單擊清除按鈕即可復原。

圖1-22

圖1-23

圖1-24

圖1-25

1.2.4 游戲視圖

Game（游戲）視圖是從游戲的攝像機中渲染得到的，它是最終發布的游戲。需要使用一個或多個攝像機來控制玩家玩游戲時實際看到的場景，如圖1-26所示。

圖1-26

1.2.5 層次視圖

圖1-27

Hierarchy（層次）視圖包含游戲場景中所有具體的游戲對象，如攝像機平面貼圖、3D貼圖、光源、箱子、球體、膠囊體、平面和地形等，如圖1-27所示。任何一個全新的游戲工程創建完畢后，系統都會默認創建一個游戲場景并且將主攝像機添加在該場景的Hierarchy（層次）視圖中。對于3D游戲而言，攝像機能夠以不同的視角觀察游戲世界。

任何一款游戲都由若干場景構成，而任何一個場景都由若干個對象構成。Hierarchy（層次）視圖中的游戲對象與Project（項目）視圖中游戲資源密切相關，就如同任何一個漂亮的東西都需要美麗的外表來裝飾一樣。如在Hierarchy（層次）視圖中創建一個立方體，在Project（項目）視圖中存放這個立方體的顯示材質，如果將材質賦予立方體對象，那么立方體對象就好像穿上了衣服，它的表面將發生改變。

提示

用左鍵單擊Hierarchy（層次）視圖中一個游戲物體，然后將鼠標放在Scene（場景）視圖下，按住鍵盤上的F鍵，Scene（場景）視圖中就會自動平移和縮放到這個游戲對象，執行Edit（編輯）>Frame Selected（選定幀）菜單命令也可達到此效果，如圖1-28所示。

圖1-28

1.2.6 項目面板

Project（項目）面板相當于一個資源倉庫，在此面板中，用戶可以使用它來訪問和管理Assets（項目資源），如圖1-29所示。

圖1-29

1.2.7 檢查面板

Inspector（檢查）面板中的屬性允許用戶在代碼外部改變腳本及組件的初始值。另外，檢查面板中的值允許用戶在游戲運行模式下隨時更改，并且在游戲中立即生效，停止運行后各屬性又恢復到最初的狀態，這是Unity3D提供的一種運行時的調試方式，如圖1-30所示。

圖1-30

1.2.8 小結

本節通過Angry Bots官方演示，讓大家熟悉了Unity3D界面的功能以及用途。

1.3 資源管理

1.3.1 創建新項目

雙擊軟件快捷圖標，啟動Unity3D軟件。在彈出的Project Wizard（項目向導）對話框中，使用鼠標左鍵單擊Create New Project（新建項目）選項卡，如圖1-31所示。

圖1-31

根據個人習慣，在Project Location（項目路徑）下選擇項目保存路徑。然后在Import the following packages（輸入以下資源包）中勾選引入需要的系統資源包，如圖1-32所示。設置完成后，單擊Create（創建）按鈕完成新建項目。

圖1-32

1.3.2 創建游戲中的物體

首先執行Game Object（游戲對象）>Create Other（創建其他）>Plane（平面）菜單命令，創建一個平面用于放置物體，如圖1-33所示。接著執行Game Object（游戲對象）>Create Other（創建其他）>Cube（立方體）菜單命令，新建一個立方體，如圖1-34所示。再執行Game Object（游戲對象）>Create Other（創建其他）>Directional Light（平行燈光）菜單命令，新建一個平行燈光，如圖1-35所示。最后使用場景控件調整游戲物體位置，從而完成游戲基本物體的創建，如圖1-36所示。

圖1-33

圖1-34

圖1-35

圖1-36

1.3.3 游戲物體屬性

選中Cube（立方體）時，在Inspector（檢查）面板中出現該物體的所有屬性，如圖1-37所示。在新建Cube（立方體）時，會生成默認組件，如Transform（變換）、Position（位置）、Rotation（軸）、Scale（縮放）、Box Collider（方形碰撞器）、Mesh Renderer（網格渲染器）和Default-Diffuse（材質球），但很多時候在制作游戲時都會在每個游戲物體上加上一些組件，以便操作。

圖1-37

1.3.4 添加組件和保存

1．添加組件

游戲物體本身的組件都能在Inspector（檢查）面板中顯示，其本身也可以附加很多的組件，如Rigidbody（剛體）。執行Component（組件）>Physics（物理）>Rigidbody（剛體）菜單命令，為游戲物體Cube（立方體）添加一個RigidBody（剛體）組件，如圖1-38所示，屬性設置如圖1-39所示。

圖1-38

圖1-39

RigidBody（剛體）：物體的基本物理屬性，當檢測碰撞之后，就要計算物理效果，而Rigidbody（剛體）就是提供計算基本參數的組件。

Mass（質量）：剛體的質量。

Drag（阻力）：物體所受的阻力。

Angular Drag（角阻力）：影響物體的旋轉速度。

Use Gravity（重力）：物體的重力。

Is Kinematic（控制物理）：能夠影響這個剛體。

Interpolate（插值）：以固定的幀率平滑物理運行效果。

Collision Detection（碰撞檢測）：如需詳細了解，請查詢訪問http://game.ceeger.com/Script/Rigidbody/Rigidbody.html。

剛體添加完成后，使用左鍵單擊Cube（立方體）并將其拖曳到圖1-40所示的高度，然后單擊Play按鈕，Cube（立方體）會自由落下與地面發生碰撞，最后停留于場景地面。

圖1-40

2．保存場景

執行File（文件）>Save Scene（保存場景）菜單命令或按下快捷鍵Ctrl+S，如圖1-41所示。在彈出的保存場景對話框中輸入要保存的文件名，如圖1-42所示。此時在Project（項目）面板中就能夠找到剛剛保存的場景，如圖1-43所示。

圖1-41

圖1-42

圖1-43

1.3.5 資源結構管理

在上一節中，完成了物體落地的場景制作，并將其保存到了項目面板中。下面來學習Assets（資源）目錄結構的管理。在一個游戲的制作過程中，會保存或添加許多不同類型的文件。工欲善其事，必先利其器，為了提高工作效率，在游戲制作的過程中需要將不同的文件進行分類整理。圖1-44所示為官方演示Angry Bots游戲的項目文件。

圖1-44

執行Assets（資源）>Create（創建）>Folder（文件夾）菜單命令，或在Project（項目）面板中執行Create（創建）>Folder（文件夾）命令，即可完成資源文件夾的創建，如圖1-45和圖1-46所示，最后為其命名，如圖1-47和圖1-48所示。

圖1-45

圖1-46

圖1-47

圖1-48

1.3.6 小結

在本節中學習了項目的創建與管理，下節學習如何完成腳本的編寫。

1.4 Unity3D腳本編寫

腳本是Unity3D引擎制作游戲中的重要部分，因為腳本定義了游戲的行為。Unity3D引擎支持的編程語言有JavaScript、C#和Boo，Unity3D官方建議使用JavaScript為其編寫腳本，作者認為C#定義的東西比JavaScript更加清晰。

1.4.1 腳本命名的規則

Unity3D引擎腳本命名的規則如下。

變量（首字母小寫）：存儲關于游戲狀態信息的內容。

函數（首字母大寫）：函數是一個代碼塊，編寫完成過后能夠反復使用。

類（首字母大寫）：函數的集合。

1.4.2 玩家輸入

本節中，大家將學習編寫物體在一個簡單的游戲場景中做簡單移動的程序。

啟動Unity3D軟件后，首先執行Game Object（游戲對象）>Create Other（創建其他）>Plane（平面）菜單命令，創建一個Plane（平面）場景，如圖1-49所示。再執行Game Object（游戲對象）>Create Other（創建其他）>Cube（立方體）菜單命令，創建一個立方體（Cube）并且將其拖曳到平面場景的中心，如圖1-50所示。然后執行Game Object（游戲對象）>Create Other（創建其他）>Point Light（點光源）菜單命令，創建一個點光源，如圖1-51所示，并將其放置在長方體之上，使其更容易看見，如圖1-52所示。

圖1-49

圖1-50

圖1-51

圖1-52

光源屬性決定了光源的大小、強度、顏色以及范圍。在屬性面板中也可以改變任何陰影投射、加入光暈和鏡頭眩光等特效，如圖1-53所示。

圖1-53

Type（類型）：光源的類型，其下拉菜單中有3種不同的光源，可以進行測試之后再選擇光源類型。

Range（范圍）：點光源照射的范圍。

Color（顏色）：光源發射的顏色。在要達到某個特定的氛圍或實現一個特效時，Color極為實用。

Intensity（強度）：調整光源的強度，該屬性不會改變向光源發射的光。

Cookie（光源貼圖）：用于設置復雜燈光的特殊效果。

Shadows Type（陰影類型）：投射到其他對象上的陰影邊緣的類型。在下拉菜單中Soft（柔和）陰影通常看上去更為真實，但是繪制的開銷也最大。

Draw Halo（繪制光暈）：繪制一個和光源的范圍相等的朦朧光暈效果。

Flare（鏡頭眩光）：為光源賦予鏡頭眩光效果。在該屬性下拉列表中能夠選擇想要的眩光類型。

Render Mode（渲染模式）：光源在任意受光對象上的渲染模式，如Vertex（定點）、Pixels（像素）或Auto（自動）。

Culling Mask（消隱遮罩）：用于優化或減弱光源效果。

Lightmapping（光影貼圖）：在其下拉菜單中能夠選擇光影模式，如Auto（自動）、Realtime Only（實時渲染）或者是Baked Only（烘培渲染），其中Realtime Only（實時渲染）效果最好但是最占資源，Baked Only（烘培渲染）效率最高但是需要提前烘培好場景。

在游戲中，光源能夠將玩家吸引到某一個特定的目標上，這樣玩家就不會在黑暗里摸索。這就是在關卡中放置一系列光源的原因。如圖1-54所示，在調節好游戲物體的位置后，保存該場景并為其命名為“ss”，即可開始腳本的創建。

圖1-54

1．創建腳本

首先執行Assets（資源）>Create（創建）>C# Script（C#）菜單命令，創建一個空白腳本，如圖1-55所示。然后在Project（項目）面板中將該腳本命名為Move（移動），如圖1-56所示。

圖1-55

圖1-56

在Project（項目）面板中雙擊打開Move腳本，進行簡單的腳本編寫。在Update()函數中插入代碼，函數內的每一幀代碼，系統都會去執行，代碼如下。

        Void Update(){
          transform.Translate (Inpt.GetAxis(“Horizontal”),0, Input. GetAxis(“Vertical”)); }

    Input.GteAxis（）函數返回-1到1之間的值，在水平軸上，左方向鍵對應-1，右方向鍵對應1。

由于目前不需要向上移動攝像機，所以Y軸的參數為0。執行Edit（編輯）>Project Settings（項目設置）>Input（輸入）菜單命令，即可修改映射到水平方向和垂直方向的名稱和快捷鍵，如圖1-57和圖1-58所示。

圖1-57

圖1-58

2．附加腳本

腳本創建完成后，需要將其附加在物體之上。在Hierarchy（層次）視圖中，單擊需要添加腳本的游戲物體的Main Camera（主攝像機），然后執行Components（組件）>Scripts（代碼）>Move（移動）菜單命令，如圖1-59所示，Move（移動）腳本就附加到了Main Camera（主攝像機）上。

圖1-59

提示

在Project（項目）面板中，使用左鍵單擊move（移動）腳本并拖曳至Hierarchy（層次）視圖中的Main Camera（主攝像機）上，也可附加組件，如圖1-60所示。

圖1-60

Camera（攝像機）是一個能夠捕獲并顯示游戲世界的設備。在一個游戲場景中可以有無限的攝像機，通過對Camera（攝像機）的設置和操縱，能夠真實、個性地顯示游戲。攝像機屬性參數設置如圖1-61所示。

圖1-61

Clear Flags（清除標記）：清除場景中不需要的攝像機標記。需要多個攝像機顯示不同游戲元素時使用。

Background（背景）：用于設置所有元素之后的屏幕背景顏色（如果場景中已經附加了天空盒材質球，那么將不能設置背景顏色）。

Projection（投影）：用于調整攝像機投影的方式。

Field of View（視野）：沿著攝像機視覺的方向調整攝像機視角。

Clipping Planes-Near（裁剪平面-近）：設置相對于攝像機位置繪制的最近點。

Clipping Planes-Far（裁剪平面-遠）：設置相對于攝像機位置繪制的最遠點。

Viewport Rect（視口矩形）：用于多相機分屏。

Depth（深度）：設置攝像機在渲染順序中的位置。

Rendering Path（渲染路徑）：設置項目渲染后的位置。

Target Texture（目標紋理）：設置一個包含攝像機視頻輸出的紋理。

Occlusion Culling（遮擋剔除）：當一個物體被其他物體遮擋住而不在攝像機的可視范圍內時，不對其進行渲染。

3．運行游戲

使用鼠標左鍵單擊播放按鈕，在場景視圖中，使用鍵盤上的W（前）、S（后）、A（左）、D（右）鍵移動主攝像機，此時攝像機移動的速度比較快，需要引入一個新的變量（時間增量）來降低其移動速度。

在前面腳本的Update（修正）函數內部代碼中，攝像機的速度是以米/幀的方式運行的，但更佳的方案是使用米/秒的方式來運行，只有這樣物體的速度才是可控。可以用Time.deltaTime乘以Input.GetAxis()函數的返回值，修改后的Move（移動）腳本如下。

          {
                  using UnityEngine;
                  using System.Collections;
                  public class Move : MonoBehaviour
                  public float speed = 5.0f; float x; float z;
           }       //Use this for initializationvoid Start()
                  // Update is called once per frame
          {
                  void Update () {
                  x = Input.GetAxis ("Horizontal") * Time.deltaTime * speed;
                  z = Input.GetAxis ("Vertical") * Time.deltaTime * speed;
           }       transform.Translate(x,0, z);

提示

這里的speed（速度）變量聲明在Update（修正）函數外部（公開變量），因為該變量顯示在腳本所附加游戲物體的屬性面板上，當需要改動值的時候可以直接在屬性面板上修改，如圖1-62所示。

圖1-62

1.4.3 移除組件

在屬性面板中，單擊屬性右上方的設置按鈕，在彈出的下拉菜單中單擊Remove Component（移除組件）選項，如圖1-63所示，即可移除該組件。由于所有屬性值都將丟失并且不可恢復的，因此在移除組件時需要認真確認。

圖1-63

1.4.4 常用的腳本類型

每當創建一個C#腳本時，該腳本都含有一個Star（t開始）和Update（修正）函數，這兩個函數是腳本自帶的。下面來介紹常見的函數。

Aweke（喚醒）：函數中的代碼在腳本初始化的時候被調用。

Update（修正）：函數中的代碼每幀都會被調用。

Start（開始）：在任何Update（修正)函數之前，Awake（喚醒）函數之前被調用。Start（開始）和Awake（喚醒）函數的不同之處在于該函數只在腳本被啟用時調用。

OnCollisonEnter（碰撞進入）：在含有該函數腳本的物體與其他游戲物體發生碰撞時執行。

1.4.5 小結

在本節中介紹了Unity3D中腳本的基本概念，以及如何創建一個腳本。后面將以市面上5大熱門手機游戲為例來講解如何使用Unity3D進行手機游戲的開發。