3D游戏实战开发 | 青训营笔记

Murmure670
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3D游戏实战开发

  1. 3D 实体搭建

在游戏场景中搭建静态物体

  1. 相机，光照，天空盒

营造游戏场景中的氛围感

  1. 控制与碰撞

让实体在游戏场景中动起来

  1. 玩法逻辑与UI

为游戏注入玩法和规则的灵魂

3D 实体搭建

3D 实体

3D 游戏是由一个个具有形状的实体组成的。每个实体在空间中存在于特定的位置，有特定的姿态（旋转角度）

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3D 实体的位姿态（Transform）

  1. 位置 Position（x，y，z），是一个三维向量坐标
  2. 旋转 Rotation（x，y，z），是一个三维向量坐标
  3. 缩放 Scale（x，y，z），是一个三维向量坐标

在Unity中，绝大部分情况下，是先缩放，后旋转，最后平移image.pngimage.png

3D 实体的创建

  1. 通过加载3D模型创建，如 fbx、gltf、obj
  2. 通过组合参数化的基本几何体创建

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3D 实体的绘制

  1. 材质
  2. 颜色
  3. 纹理

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敌机模型制作

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预制体

  • 将游戏对象保存在工程中，在需要的时候创建出来，这就是预制体（prefab）
  • 预制体存储着一个游戏对象，包括游戏对象的所有组件以及其下的所有子游戏对象

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相机，光照，天空盒

相机

  1. Clear Flag
  2. 背景颜色
  3. Culling Mask
  4. 投影（透视、正交）

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透视投影（Perspective）与正交投影（Orthographic）image.png

光照

  1. 类型：点光源、平行光、聚光灯、面积光
  2. 颜色
  3. 强度
  4. 阴影类型

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天空盒

  1. 相机的清除标志设为“天空盒”
  2. 窗口——渲染——照明设置
  3. 环境——天空盒材质

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控制与碰撞

docs.unity3d.com/Manual/Exec…image.pngimage.png

为主角飞船添加控制逻辑

  1. 添加刚体组件
  • Add Compontent > Physics > Rigidb
  • Use Gravity 设置为 false，忽略重力的影响
  • isKinematic 设置为 true，飞船通过脚本而非力影响运动属性
  • 设置 Constraints，冻结Z轴位移以及X、Y、Z轴旋转
  1. 添加自定义脚本
  • Add Component > New Scricp

MonoBehaviour 是一个基类，所有 Unity 脚本都派生自该类image.png

  • Start()

在首次调用任何 Update 方法之前在帧上调用 Start

  • Update()

每帧调用 Update

  • FixedUpdate()

用于物理计算且独立于帧率。具有物理系统的频率；每个固定帧率调用该函数

  • LateUpdate()

LateUpdate 在每一次调用 Update 函数后调用

  • OnGUI()

系统调用 OnGUI 来渲染和处理 GUI 事件。OnGUI 实现可以每帧调用多次（每个事件调用一次）

  • OnDisable()

该函数在对象被禁用时调用。对象销毁时也会调用该函数

  • OnEnable()

该函数在对象变为启用和激活状态时调用

docs.unity3d.com/cn/2020.2/S…

image.png

Input.GetAxis()和输入管理器(InputManager)

  • InputManager 是 Unity 设置输入响应方式的管理列表，它的设置在 Edit > Project Setting > Input 中

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添加敌机：

  • 为每架敌机预制体添加一个刚体

    • 选中敌机预制体，在菜单栏执行 Component > Physics > Rigidbody
    • 在新添加的刚体组件中，将 Use Gravity 设置为 false
    • 将 isKinematic 设置为 true
    • 打开 Constraints 旁边的三角形展开按钮，冻结Z轴的坐标和XYZ轴的旋转

  • 建立敌机的脚本 Enemey.cs

  • 为每架敌机预制体均添加脚本 Enemy.cs

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随机生成敌机：

  • 新建一个名为 Main 的 C# 脚本，绑定到 Main Camera 上

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  • 敌机与玩家控制的飞船没有碰撞效果
  • 玩家控制的飞船会移出相机视野之外
  • 敌机会不断添加进场景中，导致场景中的实体越来越多

设置标签、图层和物理规则：

游戏中存在不同类型的游戏对象，它们需要放置在不同的图层中，并与其他游戏对象发生不同的交互。

  • 主角飞船（Hero）：会与敌机、敌机炮弹、升级道具碰撞，但不会与主角飞船的炮弹相碰撞
  • 主角飞船的炮弹（ProjectileHero）：与敌机、敌机的炮弹相碰撞
  • 敌机（Enemy）：与主角飞船和主角飞船的炮弹相碰撞
  • 敌机的炮弹（ProjectileEnemy）：只与主角飞船相碰撞
  • 升级道具（PowerUp）：只与主角飞船相碰撞

标签和图层管理器：

  1. 菜单栏中执行 Edit > Project Settings > Tags and Layers 命令
  2. 打开 Tags 左侧的三角形展开按钮，单击标签下方的+符号并输入标签名称
  3. 单击 Layers 旁边的三角形展开按钮从 User Layer8 开始，依次输入图层名称

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物理管理器：

  • 菜单栏中执行 Edit > Project Settings > Physics 命令

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为游戏对象指定合适的图层：

  1. 在层级面板中选中_Hero，然后在检视面板中从 Layer 下拉菜单中选择“Hero”选项，Unity 会询问是否将_Hero的子对象也指定到该图层上，选择“Yes，change children”选项
  2. 在检视面板中，在 Tag 下拉菜单中选择Hero选项，为_Hero设置标签，不需要修改_Hero子对象的标签
  3. 从项目面板中选择这5个敌机预设，设置图层为 Enemy，如果出现提示，同样选择“Yes，change children”选项
  4. 设置每个敌机预设的标签为Enemy，不需要修改它们的子对象的标签

敌机碰撞主角飞船：

  • 为主角飞船和敌机添加碰撞体。球体碰撞检测的效率较高。我们将主角飞船与敌机飞船及其子组件上已有的碰撞盒去掉，每个对象的母体上 Add Component > Sphere Collider

image.png

添加碰撞代码：

  • 在 Hero 类中添加 OnTriggerEnter函数

void OnTriggerEnter(Collider other) {

// 可以用下面这行代码在Console窗口输出碰撞对象的名称

// print("触发碰撞事件："+other.gameObject.name)

if (other.tag == "Enemy") {

    Destroy(this.gameObject);
    
}
复制代码

}

玩法逻辑与 UI

主角飞船增加射击功能：

  • 新建一个新的预制体，命名为 PrijectileHero。模型为一个立方体，Position与Rotation均为[0,0,0]，Scale为[0.25，1，0.5].保留默认的 Box Collider。Box Collider的Size.z设置为10

  • 创建一个名为 Mat_ProjectileHero 的新材质，将着色器指定为 ProtoTools > UnlitAlpha，并将新材质应用到 ProjectileHero上

  • 为 ProjectileHero 游戏对象添加一个新的刚体组件，设置如下：

    • Use Gravity 为 false
    • isKinematic 为 false
    • Collision Detection 为 Continuous
    • Constraints 冻结Z坐标与X、Y、Z旋转轴

  • Tag 和 Layer 均设置为 ProjectileHero

按下空格后实例化新炮弹：image.png

为子弹添加碰撞事件：image.png

屏幕右上角显示计分板：

  • 在菜单栏中执行 GameObject > UI > Text 命令

    • Canvas：匹配游戏面板尺寸的画布
    • EvenSystem：用于运转按钮、滚动条等交互元素

  • 选中Text对象，修改名称为Score

  • 设置Text对象的Anchors、Pivot、Pose、Width、Height、Text、Font Style、Font Size、Color等显示属性

image.pngimage.png

每次消灭敌机为玩家增加50分：image.png

重新开始游戏：

  • 主角飞船被消灭2秒后重新开始游戏：

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知识点总结

  • 学习在Unity中创建实体，给实体设置位姿、材质、刚体、脚本。学会配置相机、光、天空盒。
  • 学习在Unity中创建实体，给实体设置位姿、材质、刚体、脚本。学会配置相机、光、天空盒。
  • 理解实时游戏update的时序机制。
  • 通过Input.GetAxis()与InputManager监听玩家输入。
  • 用Instantiate()动态生成游戏实体实例。
  • 从Camera.main获得相机参数，设置场景中的物体在画面中的位置。
  • 利用标签、图层管理器区分实体种类并设置物理规则。
  • 通过Collider组件与OnTrigger 函数添加碰撞事件。
  • 通过图形用户界面(GUI)管理游戏界面。

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