[游戏开发]Unity3D入门篇

相关网址汇总

基本操作以及模块简介

视角操作以及组件

组件设置
1.导航器Gizmo:表示世界坐标的方向
2.栅格Grid:表示XZ坐标平面
3.天空盒Skybox:表示游戏世界的背景

3D视图：
1.旋转视图：右键 / Alt+左键
2.视角缩放：滚轮 / Alt+右键

导航器：
1.按住Shift，点击中间的小方块，恢复方向
2.点Y轴，顶视图
3.点X轴，右视图
4.点Z轴，前视图

视野中心：
1.将某物体放置于世界中心：选中一个物体，长按住F键
此时旋转视图，似是绕着物体旋转。
2.出生点:添加一个新物体，其位于视图中心。并不是（0，0，0）。

透视和正交：
透视视图Perspective：近大远小
正交视图Orthographic：等距视图Isometric，物体显示与距离无关
在导航器下方的persp处调节。

透视，广角设定:
摄像机的广角Field默认为60°。广角越大，透视畸变太厉害。可以设为30~40°。

物体操作

Unity自带的基础模型

• Cube,立方体
• Sphere,球体
• Capsule,胶囊体
• Cylinder,圆柱体
• Plane,平面

旋转工具Rotate Tools：
在Unity中，顺时针旋转，对应方向参量为负方向。
逆时针旋转，对应方向参量为正方形。
此外，按住ctrl键旋转使其每次角增量为15°。

缩放工具Scale Tools:
*AF扩展插件：AfSimpleExtension
扩展功能：
1.输出物体的尺寸Scale

2.聚焦到事业重心 G键

3.快速切换正交视图与等距视图。

模型操作

网格Mesh：存储了模型的形状数据（面，顶点坐标，法向坐标等）。
材质Material：需添加到物体上，定义了物体的表面细节（颜色，是否金属，粗糙程度，是否透明…）
纹理Textures：需添加到材质上，可以是贴图。

模型建好以后一般导出为 fbx文件格式。

在Unity中，

• 一个平面是没有厚度的
• 正面可见，背面透明

或者说，平面的背面不会被渲染。

※ FBX文件的使用方式：
1.材质替换

• 选中 *.fbx 文件
• 在Inspector 中切到 Materials属性—>Use Embeded Materials,On Demand Remap:映射新的材质
• 点Apply 应用
  
  2.使用外部材质 Use External Materials
• 选中fbx文件
• Location：Use External Materials使用外部材质
• 点Apply应用，将内嵌材质解压缩到Materials目录下
• 直接修改Materials目录下的材质文件。

资源文件

资源文件：Assets目录下的文件，被称为资源。
常见类型：

• 模型文件Model *.fbx
• 图片文件Texture *.jpg/png/psd/tif
• 音频文件AudioClip *.mp3/wav/aiff
• 脚本文件Script *.cs
• 材质文件，场景文件 *.mat,*.unity

轴心，父子关系，空物体
Global全局坐标系：绝对坐标，其X Y Z 指向世界的上下东西南北

Local本地坐标系：相对坐标，其X Y Z 指向模型的前后左右上下

坐标轴的含义：

• X：Right 向右
• Y：up 向上
• Z：forward 向前，一般要求模型直面与Z轴方向一致。

组件Component

常见组件：

• Light：光照
• Mesh Filter：网格过滤器,加载网格数据
• Mesh Renderer：网格渲染器，无渲染物体无法显示

组件的增添与删除…

AudioSource组件的使用方式：
1.添加一个音乐文件 *.mp3/wav/aiff
2.创建一个物体

• Add Component,Audio | Audio Source
• 将音乐文件拖到AudioSource.AudioClip属性
• 在3D窗口上方选 Toggle Audio On

Transform变换组件：

• Position:方位
• Rotation:旋转
• Scale:尺寸

摄像机组件
实用操作：
Align with View：调整摄像机角度使其与3D视图对齐。

预制体简述
预制体：预先规定好信息的一些游戏对象。以便于下次使用。
一些细节：

• 预制体导出时需要勾选其依赖(材质，脚本等)，否则无法正常使用。
• 预制体仅仅记录了结点信息
• prefab不包含材质贴图数据，仅包含引用

脚本与编程

给游戏对象挂载脚本的步骤：

• 创建Scripts文件夹，在其中创建一个C#文件
• 进入C#，编写代码，并保存
• 将脚本文件挂载到游戏对象中（拖拽 or AddComponent）即可

Tips：

• C#文件名必须和类名一致，否则无法挂载
• 脚本必须被挂载到物体上，才会被调用

常用的信息代码：

GameObject obj = this.gameObject; //获取到当前脚本挂载游戏对象
string name = obj.name; //获取到游戏对象名字
Transform tr = obj.transform; // 获取到Transform属性
Vector3 pos = tr.position; //获取到Transfrom中的position值(返回值是三维向量)

Debug.Lo("物体当前的位置："+pos.ToString("F3")); //保留三位小数

//世界坐标和本地坐标
//this.gameObject.transform 可等效写为 this.transform
tr.localPosition; //本地坐标
tr.position; //世界坐标


//修改某物体的坐标
this.transform.localPosition = new Vector3(1.5f, 2.5f, 0);

帧更新与物体运动
C#代码中的Update()方法：

void Update()
    {
        //Debug.Log("帧更新 Time：" + Time.time); // 获取游戏时间，测试帧率
        //Debug.Log("帧更新 时间差：" + Time.deltaTime); // 每次刷新的时间差
        
        //物体移动
        //设置小车运动的速度
        float speed = 100;
        float distance = speed * Time.deltaTime;
        Vector3 pos = this.transform.localPosition;
        pos.z += distance;
        this.transform.localPosition = pos;
        
        //使用Translate方法实现物体移动
        this.transform.Translate(0, 0, distance);
        
        //dx,dy,dz分别为三个方向的增量，space可选择相对于哪个坐标系
        this.transform.Translate(dx,dy,dz,space);
        //例子
        this.transfrom.Translate(distance,0,distance,Space.Self/World)
        
    }

物体转向

void Start()
{
    //转向（在途中加入一个红旗，获取到红旗方向，让小车向红旗方向运行）
    GameObject flag = GameObject.Find("红旗");
    this.transform.LookAt(flag.transform);
}

void Update(){
    float speed  = 100;
    float distance = speed * Time.deltaTime;
    
    this.transform.Translate(0,0,distance,Space.Self);
}
 

小练习：当车到达旗子时，停止运动

public class SimpleLogic : MonoBehaviour
{
    GameObject flag;
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        flag = GameObject.Find("红旗");
        this.transform.LookAt(flag.transform);
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    { 
        //让小车到达红旗时停下来
        Vector3 p1 = this.transform.position;
        Vector3 p2 = flag.transform.position;
        Vector3 p = p2 - p1;
        //求得两个向量的模值
        float length1to2 = p.magnitude;

        if (length1to2 >= 30)
        {
            //设置小车运动的速度
            float speed = 100;
            float distance = speed * Time.deltaTime;

            this.transform.Translate(0, 0, distance, Space.Self);
        }
    }
}

物体的旋转
方式一:采用传统的改Rotation值的方式

//不易操作，官方不建议使用
transform.rotation=...

//建议使用欧拉角的方式

方式二：采用欧拉角的计算方法

transform.eulerAngles = new Vector3(0,45,0)
transform.localEulerAngles = new Vector3(0,45,0);

案例：将游戏对象 风扇 转起来
方案一：使用传统欧拉角

void Update()
    {
        //旋转速度(1800°/s)
        float rotateSpeed = 1800;
        float rotateValue = rotateSpeed * Time.deltaTime;

        Vector3 angles = this.transform.localEulerAngles;

        angles.y += rotateValue;

        this.transform.localEulerAngles = angles;
    }

方案二：使用Rotate() API直接调用

void Update(){
    //设置旋转速度
    float rotateSpeed = 1800;
    
    this.transform.Rotate(0,rotateSpeed * Time.deltaTime,0,Space.Self);
}

脚本与编程的实质：

//unity框架会自动创建游戏对象为一个结点
GameObject obj = new GameObject();
//紧接着创建该游戏结点下挂载的脚本，并由框架挂载到该游戏结点下
SimpleLogic sl = new SimpleLogic();
//并由Unity自动调用Start和Update方法实现初始化和帧更新

消息函数
在c#语言中，所有的脚本类都 应该继承于 MonoBehavior 类，其作用类比于Java中的 Object 类。
消息函数（事件函数）：是指一些回调函数。比如Start()方法会在脚本初始化的时候被调用，而Update()会在帧更新的时候被调用。

常见的消息函数：

• Awake:初始化，仅执行一次，组件被禁用时也会调用
• Start:初始化，仅执行一次，组件被禁用时不会调用
• Update:帧更新，每帧调用一次
• OnEnable:当组件启用的时候调用
• OnDisable:当组件禁用时被调用

脚本的执行顺序

• 脚本的执行顺序与Hierarchy中层级顺序无关
• 一般的，可以在Project Setting中的Scripts Execution Order中设置脚本执行的优先级。但没必要！！！

脚本参数：

给脚本添加一个参数：

[ Tooltip("这个是Y轴向的角速度") ]
public float rotateSpeed = 30f;
//在Unity中，脚本参数多了一栏Rotate Speed,值为30

注意事项：

• 修饰符必须为 public
• 参数名称必须采用驼峰式命名
• 可采用Tooltip给参数名称添加解释
• 代码中的规定数值为参数的默认值，通过reset按钮可重置

值类型和引用类型：
值类型：

• 值类型本身是一个值，可直接赋值，若未赋值，则默认为0
• 不能为null

结构体类型:

• 本质也是值类型，不能设置为null
• 设置初始值时必须采用new的方式
• 典例：Vector3

public int intValue ; //0
public float floatValue = 0.5f;
public bool boolValue = true;
public string stringValue = "Hello C-Sharp";
public Vector3 rotateSpeed = new Vector3(1,1,1);

引用类型：
案例：如果一个平面内有两个红旗，我们需要手动规定小车向哪个红旗移动，就可以采用引用类型的属性

public GameObject target; //目标物体

void Start (){
    this.transform.LookAt(target.transform);
}

注意：一定要给引用类型赋值，否则会报 空指针异常。

鼠标的输入

旋转飞车实例：

void Update()
    {
        /*
            0：鼠标左键
            1：鼠标右键
            2：鼠标中键
         */
        if (Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
            Debug.Log("鼠标按下");
            rotateSpeed = 900f;
            moveSpeed = 300f;
        }
        if (Input.GetMouseButtonUp(0))
        {
            Debug.Log("鼠标抬起");
            rotateSpeed = 0f;
            moveSpeed = 0f;
        }
        this.transform.Rotate(0, rotateSpeed * Time.deltaTime, 0, Space.Self);
        this.transform.Translate(0, 0, moveSpeed * Time.deltaTime, Space.World);
    }

相关API：

• GetMouseButtonDown:鼠标按下
• GetMouseButtonUp:鼠标抬起
• GetMouseButton:状态探测，只要鼠标按下，会一直调用。

旋转飞车实例2：

void Update()
    {
        /*
            0：鼠标左键
            1：鼠标右键
            2：鼠标中键
         */
        if (Input.GetMouseButton(0))
        {
            rotateSpeed = 900f;
            moveSpeed = 300f;
        }
        else
        {
            rotateSpeed = 0;
            moveSpeed = 0;
        }
        this.transform.Rotate(0, rotateSpeed * Time.deltaTime, 0, Space.Self);
        this.transform.Translate(0, 0, moveSpeed * Time.deltaTime, Space.World);
    }

&一些补充的工具函数

//获取到鼠标点击的位置坐标
Vector3 mousePos = Input.mousePosition;
//获取到屏幕的尺寸
int screenWidth = Screen.width;
int screenHeight = Screen.height;

//获取物体的屏幕坐标
Vector3 pos = this.transform.position;
Vector3 screenPos = Camera.main.WorldToScreenPoint(pos);

键盘的输入

常用API：

• Input.GetKeyDown(key):按键事件，按下
• Input.GetKeyUp(key):按键事件，抬起
• Input.GetKey(key):案件状态，是否正被按下

代码来操作组件

操作AudioSource组件

//获取到AudioSource组件(泛型)
AudioSource audio = this.GetComponent<AudioSource>();
//播放
audio.Play();

引用别的组件：
应用场景：在主控结点中操作背景音乐的组件

public class MainLogic : MonoBehaviour
{
    //public GameObject bgmNode;
    //引用扬声器组件
    public AudioSource bgm;
    //引用脚本组件
    public FanLogic fan;
    //风扇转速
    public float rotateSpeed;
    
    void Start(){
        //AudioSource audio = bgmNode.GetComponent<AudioSource>();
        //audio.Play();
        bgm.Play();
    }
    
    void Update(){
        if(Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
            rotateSpeed = 800;
            //旋转代码在FanLogic脚本下 
        }
    }
}

获取物体API

案例：主控结点下找到无人机目录下的旋翼对象,并调用它的脚本组件

//主控结点
//方式二：(在Unity中拖入)
public GameObject wingNode;
//方式一：
void Start(){
    GameObject node = GameObject.Find(无人机/旋翼);
    RotateLogic rotateLogic = node.GetComponent<RotateLogic>();
}

获取游戏节点的父级与子级：

//获取当前组件的父结点与父方位
Transform parent = this.transform.parent;
GameObject parentNode = this.transform.parent.gameObject;

//获取子结点的方位
//方式一：通过foreach遍历
foreach (Transform child in transform)
{
    Debug.Log("子物体" + child.name); //child
}

//方式二：通过GetChild()索引API
Transform child = this.transform.GetChild(0);

//方式三：通过名字查找子项
Transform child = this.transform.Find("子项名或路径");

给物体设置新的父级：

this.transform.SetParent(null/GameObject);

切换物体的显示状态：

Transform child = this.transform.Find("xxx");
if(child.gameObject.activeSelf)
{
    //隐藏
    child.gameObject.SetActive(false);
}
else
{
    //显示
    child.gameObject.SetActive(true);
}

资源的使用API

用户按下A，D键播放音效成功与失败

//成功音效
public AudioClip audioSuccess;
//失败音效
public AudioClip audioFail;

void Update()
{
    if (Input.GetKeyDown(KeyCode.A))
    {
        AudioSource audio = GetComponent<AudioSource>();
        audio.PlayOneShot(audioSuccess);
    }
    if (Input.GetKeyDown(KeyCode.D))
    {
       AudioSource audio = GetComponent<AudioSource>();
       audio.PlayOneShot(audioFail);
    }
}
    

制作随机音乐盒程序

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class MusicBox : MonoBehaviour
{
    public AudioClip[] songs;
    
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        if (songs == null || songs.Length == 0)
        {
            Debug.Log("当前歌单列表为空！");
        }
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
        {
            NextSong();
        }
    }

    private void NextSong()
    {
        //随机播放
        int randomIndex = Random.Range(0, songs.Length);

        //取到AudioSource组件
        AudioSource audio = GetComponent<AudioSource>();

        audio.clip = this.songs[randomIndex];
        audio.Play();
        Debug.Log("正在播放第" + (randomIndex+1) + "首歌，歌名为：" + audio.clip.name);
    }
}

定时调用与线程

Unity是单线程核心，暂时不必考虑线程，调度，并发。

//延迟调用API
this.Invoke("函数名",延迟时间);

//循环调用API
this.InvokeRepeating("函数名",循环时间间隔);

//查看当前线程的ID
int ThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;

//判断函数是否正在被调用
bool isInvoking = IsInvoking("函数名");
//取消该函数的调用
CancelInvoke("函数名");
//取消当前脚本所有Invoke调用
CancelInvoke();

向量的基本运算

//定义一个三维向量
Vector3 v1 = new Vector3(3,0,4);
//求向量的模长
float length = v1.magnitude;
//向量标准化
Vector3 v2 = v1.normalized;

//物体运动的优化写法
//定义一个三维向量来表示不同方向的速度
public Vector3 speed;

//优化物体移动写法
void Update()
{
     this.transform.Translate(speed * Time.deltaTime,Space.Self);
}

预制体与实例

通过API创建实例：

• 首先准备子弹的预制体prefab
• 添加火控脚本 FireLogic.cs

//子弹预制体
public GameObject bulletPrefab;
//子弹目录
public Transform bulletFolder;
//子弹出生点
public Transform firePoint;
//炮塔的引用（为了获取到炮塔发射子弹的方向）
public Transform cannon;

void Update()
{
    //创建实例
    GameObject node = Object.Instantiate(bulletPrefab,bulletFolder);
    //指定出生点
    node.transform.position = this.firePoint.position;
    //指定初始角度
    node.transform.localEulerAngles = this.cannon.eulerAngles;
    //子弹脚本参数的设置（子弹飞行速度）
    node.GetComponent<BulletLogic>().setSpeed(0.5f);
}

• 销毁子弹

//销毁自身结点的API
Object.Destroy(this.gameObject);
//注意不要写错，写为?，该写法是销毁组件，而并非结点
Object.Destroy(this);

物理系统与组件

刚体组件

Physic—>RigidBody:刚体组件
常用属性：

• Mass:质量
• Drag：摩擦力
• AngularDrag:角摩擦力
  …

Physic—>Collider:碰撞模型
常用类型：BoxCollider,SphereCollider

物理材质Phsicas Material:

• 在Assets中添加一个Physics Material
• 在里面设置全局性的摩擦力Friction，弹性系数等等

碰撞检测
实现 碰撞检测的步骤：

• RigidBody–>is Kinematic 勾选标记为 运动学刚体
• Collider–>is Tragger 勾选 标记为触发器
• 挂一个脚本，添加消息函数?

void OnTriggerEnter(Collider other)
{
    //拿到被碰撞物体的名字
    string name = other.name;
    //销毁被碰撞物体
    Object.Destroy(other.gameObject);
    Object.Destroy(this.gameObject);
}

3D 射击游戏实战

• 1.导入模型
• 2.更改天空盒
  Window--->Rendering--->lighting--->environment--->Skybox Material
• 3.添加子弹，模型，材质，脚本等
• 4.给子弹和怪兽添加碰撞检测
• 5.子弹的自动发射，自毁与预制体
• 6.玩家的按键操作
• 7.怪兽的走位移动
• 8.怪兽生成器
• 9.子弹和爆炸特效

源码展示：
子弹BulletLogic：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

/*
    子弹相关逻辑：
        准备工作：子弹的预制体以及导入工程
        1.子弹的Z轴移动
        2.子弹的自毁
        3.子弹的特效导入
 */
public class BulletLogic : MonoBehaviour
{
    //设置子弹的运动速度
    [Tooltip("子弹飞行速度")]
    public Vector3 speed;
    [Tooltip("子弹飞行时长")]
    public float lifetime = 5f;
    [Tooltip("子弹爆炸特效预制体")]
    public GameObject explosionEffect;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        Invoke("SelfDestroy", lifetime);
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        this.transform.Translate(speed, Space.Self);
    }

    //触发器函数
    private void OnTriggerEnter(Collider other)
    {
        Debug.Log("发生碰撞了");
        //如果碰撞到怪兽
        if (!other.name.StartsWith("怪兽")) return;
        
        Destroy(this.gameObject);
        Destroy(other.gameObject);

        //创建一个爆炸粒子特效对象
        GameObject node = Object.Instantiate(explosionEffect,null);
        node.transform.position = this.transform.position;
        //当粒子特效播放完成时自动销毁
    }

    //子弹自毁函数
    private void SelfDestroy()
    {
        Debug.Log("子弹已自毁");
        Destroy(this.gameObject);
    }
}

玩家PlayerLogic：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

/*
    玩家相关逻辑：
        准备工作：导入玩家模型的预制体资源
        1.设置子弹发射点，并实现从该点定时发射子弹
        2.添加玩家的按键控制移动
 */
public class PlayerLogic : MonoBehaviour
{
    //预制体资源
    public GameObject bulletPrefab;
    //子弹生成目录
    public Transform bulletFolder;
    //子弹发射点
    public Transform firePoint;
    //子弹发射间隔
    public float fireInterval;
    //玩家移动速度
    public float playerSpeed;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        InvokeRepeating("fire", fireInterval, fireInterval);
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        float speedX = 0;
        //按键控制
        if (Input.GetKey(KeyCode.A))
        {
            speedX = -playerSpeed;
        }
        else if (Input.GetKey(KeyCode.D))
        {
            speedX = playerSpeed;
        }
        else
        {
            speedX = 0;
        }
        this.transform.Translate(speedX * Time.deltaTime, 0, 0, Space.Self);
        
    }

    //发射子弹的函数
    private void fire()
    {
        //生成一个子弹实例
        GameObject bullet = Object.Instantiate(bulletPrefab, bulletFolder);
        //设置子弹的出生点
        bullet.transform.position = this.firePoint.position;
    }
}

怪兽EnemyLogic:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

/*
    怪兽相关逻辑：
        准备工作：导入怪兽的预制体进工程
        1.水平速度的蛇皮走位逻辑
        2.前后速度的固定逻辑
 */
public class EnemyLogic : MonoBehaviour
{
    //水平速度
    float speedX = 0;
    //前后速度
    public float speedZ;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        //重复周期调用蛇皮走位
        InvokeRepeating("move", 0.1f, 0.5f);
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        this.transform.Translate(speedX * Time.deltaTime, 0, speedZ * Time.deltaTime, Space.Self);
    }

    //怪兽的蛇皮走位
    private void move()
    {
        //设置一个随机速度数组
        float[] speed = { -5, -10, -20,-30, 5, 10, 20 ,30};
        //随机选取一个速度作为水平速度
        int rnum = Random.Range(0, speed.Length);
        //设置速度
        speedX = speed[rnum];
    }
}

怪兽生成器EnemyCreator:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

/*
    怪兽生成器相关逻辑：
        1.定时生成怪兽即可
 */
public class EnemyCreator : MonoBehaviour
{
    //要创建的怪兽预制体
    public GameObject enemyPrefab;
    //创建怪物间隔时长
    public float enemyInterval = 0.5f;
    

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        InvokeRepeating("creatEnemy", 0.1f, enemyInterval);
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        
    }

    private void creatEnemy()
    {
        GameObject node = GameObject.Instantiate(enemyPrefab, this.transform);
        node.transform.position = this.transform.position;

        //调整随机出生点
        int rnum = Random.Range(-50, 50);
        node.transform.Translate(rnum, 0, 0, Space.Self);
    }
}

恭喜未来的游戏开发工程师，正式入门！！！后会有期！！！