- Unity 3D脚本编程与游戏开发
- 马遥 沈琰编著
- 2942字
- 2021-08-20 17:24:59
1.3 制作第一个游戏：3D滚球跑酷
本节利用前面的知识来实现第一个较为完整的小游戏，如图1-21所示。
图1-21 3D滚球跑酷游戏完成效果
1.3.1 游戏设计
1. 功能点分析
游戏中的小球会以恒定速度向前移动，而玩家控制着小球左右移动来躲避跑道中的黄色障碍物。如果玩家能控制小球在跑道上移动一定距离则视为玩家通过关卡，触碰到障碍物或从跑道上掉落则视为失败。我们需要实现的功能点概括来说分为主角的运动、摄像机的移动和过关与失败的检测等。
2. 场景搭建
01 创建项目。打开Unity Hub或者单独的Unity，初始模板选择3D，如图1-22所示。建议使用Unity 2018.3以后的版本，这里使用的Unity版本为2019.2.13f1。
图1-22 创建3D工程
02 创建场景内物体。在场景中新建一个Cube（立方体）作为跑道，将其长度改为1000，宽度改为8（即立方体z轴和x轴的scale），然后将其位置沿z轴前移480，如图1-23所示。
图1-23 创建跑道
03 新建一个Sphere（球体）作为玩家，重置它的初始位置（选择Transform组件右上角菜单中的Reset选项），按住Ctrl键拖曳球体的y轴，使其刚好移动到跑道上。
04 新建若干个Cube（立方体）作为障碍物，用上面的方法铺在跑道上面。为了便于区分，新建两个材质分别作为跑道和障碍物的材质，调整好颜色后直接拖曳到物体上即可，如图1-24所示。
图1-24 调整跑道和物体的颜色
小知识
按住Ctrl键拖曳物体的作用
按住Ctrl键拖曳物体会让其以一个固定值移动（可以在Edit→Snap Settings中修改这个固定值），调整物体的旋转和缩放时也是同理。这个功能在搭建场景时可以很方便地对齐物体的位置，特别是当物体为同一规格大小时。Unity中还有很多类似的很方便的快捷键，在用到时会介绍。
1.3.2 功能实现
1. 主角的移动
之前的实例中已经提到过如何控制小球的移动，因此此处不再赘述。与之前不同的是，在该案例的设计中，玩家只能控制小球左右移动，因此只需要获取横向的输入即可，纵向移动保持一个固定值。编辑好脚本后挂载在小球上，代码如下。
public class Player : MonoBehaviour
{
public float speed;
public float turnSpeed;
void Update()
{
float x = Input.GetAxis("Horizontal");
transform.Translate(x*turnSpeed*Time.deltaTime, 0, speed * Time.deltaTime);
}
}
2. 摄像机的移动
摄像机移动的方法可以分为两种。一种是像控制小球一样为摄像机挂载控制脚本，使其与小球保持同步运动。另一种则更为简单直接，即将摄像机设置为小球的子物体，此时摄像机在没有其他代码控制的情况下会与小球保持相对静止，即随着小球移动。这里选择第二种方法，当设置好父子关系后调整摄像机到合适的高度和角度，如图1-25所示。
图1-25 将摄像机作为球体的子物体
小提示
Unity中的父子关系
父子关系是Unity中相当重要的一个概念，此处可以不用深究，在第2章会详细说明。
1.3.3 游戏机制
1. 游戏失败
有两种情况会导致游戏失败，一种是碰到了障碍物，另一种是小球从跑道边缘掉落。
碰撞到障碍物与吃金币实例中的原理类似，将障碍物碰撞体上的Is Trigger选项勾选上，然后在障碍物脚本里的OnTriggerEnter()函数中检测碰撞。
不过游戏中的障碍物可能会有许多个，如果要一个个地分别做上述修改显然很麻烦，还容易遗漏。因此正确的做法是把其中一个障碍物设为Prefab（预制体），后面添加的障碍物都以这个Prefab为模板复制即可。
最后注意，要检测物理碰撞还需要在小球上添加Rigidbody组件。为了避免不必要的物理计算消耗，在这个游戏中完全用代码控制小球的移动，物理系统仅做检测碰撞使用，因此小球Rigidbody组件上的Is Kinematic选项要勾选上。障碍物脚本里的代码如下。
public class Barrier : MonoBehaviour
{
private void OnTriggerEnter(Collider other)
{
// 防止其他物体与障碍物的碰撞被检测，我们只需要障碍物与小球的碰撞被检测到
if(other.name=="Player")
{
Time.timeScale = 0;
}
}
}
小知识
什么是预制体？Time.timeScale是什么？
预制体简单来说就是一个事先定义好的游戏物体，之后可以在游戏中反复使用。最简单的创建预制体的方法是直接将场景内的物体拖曳到Project窗口中，这时在Hierarchy（层级）窗口中所有与预制体关联的物体名称都会以蓝色显示（普通物体的名称是黑色）。关于预制体的内容会在第2章详细说明。
Time.timeScale表示游戏的运行时间倍率，设置为0即表示游戏里的时间停滞，1即正常的时间流逝速度，2即两倍于正常的时间流逝速度，以此类推。
小球从跑道边缘掉落时也视为游戏结束。但是由于是直接用代码控制小球移动，与刚体有一点冲突，因此掉落部分的功能同样用代码来实现。在Player脚本里添加如下代码。
void Update()
{
……
// 一旦小球位置超出了跑道的范围则直接下落
if(transform.position.x<-4||transform.position.x>4)
{
transform.Translate(0, -10 * Time.deltaTime, 0);
}
// 下落一定距离之后游戏结束
if(transform.position.y<-20)
{
Time.timeScale = 0;
}
}
当游戏失败结束时应该允许玩家重新开始游戏，这里设置键盘上的R键为重置游戏的按键，在按R键后即可重新加载当前场景。在Player脚本里添加如下代码。
……
using UnityEngine.SceneManagement;
public class Player : MonoBehaviour
{
……
void Update()
{
if(Input.GetKeyDown(KeyCode.R))
{
SceneManager.LoadScene(0);
Time.timeScale = 1;
return;
}
……
}
}
小提示
注意添加头部引用
SceneManager这个类型是属于UnityEngine.SceneManagement的，因此要添加头部引用后才能调用SceneManager.LoadScene(0)方法。这里参数0表示场景的序号，由于游戏现在只有一个场景，因此表示加载当前场景。
2. 游戏胜利
一般来说游戏都应该有一个最终目标，达成这个目标则视为过关或者胜利。不过也不绝对，类似Flappy Bird这样的游戏就没有最终目标。这里还是设置一个完成目标，即玩家跑了一定距离就视为过关。
这里使用一个看不见的触发器作为决定距离的终点，确保其范围能够覆盖跑道的宽度，当小球进入范围就表示游戏过关，如图1-26所示。终点物体脚本的代码如下。
图1-26 在终点创建触发器
public class End : MonoBehaviour
{
private void OnTriggerEnter(Collider other)
{
if (other.name == "Player")
{
Debug.Log(" 过关 ");
Time.timeScale = 0;
}
}
}
至此，这个小游戏的基本代码就完成了，之后会对其进行适当的修改，使其更完整。
1.3.4 完成和完善游戏
1. 测试自己的游戏
这时候可以开始测试自己设置的关卡难度了，一个好的游戏应当有一个合理的难度曲线。有一个小技巧可以提高这一步的效率，即单击场景视窗右上角的坐标轴图标，让场景摄像机迅速切换为对应轴方向的视角，而单击下面的Persp或Iso则分别代表切换摄像机为透视模式或正交模式，如图1-27所示。
图1-27 场景可切换为正交模式显示
小提示
场景摄像机不会影响实际游戏画面
场景摄像机指的是在Scene（场景视窗）里的、仅在编辑模式可用的摄像机。Hierarchy窗口中的摄像机决定在Game窗口里看到的实际游戏画面。注意不要将两者混淆。
这里可以切换场景摄像机为y轴方向正交，善用复制与按住Ctrl键拖曳功能搭建关卡。
2. 加入通关UI
在Hierarchy窗口中单击鼠标右键，通过选择UI→Panel选项创建一个UI面板，并以Panel为父节点创建一个Text组件，在Text组件中输入过关的信息，同时调整字体大小、位置等设置，如图1-28和图1-29所示。
图1-28 创建Text组件
图1-29 通关界面
小知识
只是创建了Panel，为什么自动添加了其他东西？
当直接创建任何UI下的组件时都会自动生成Canvas与EventSystem组件，这两个组件分别与UI的布局和交互相关，暂时不做深究。完整的UI系统会在后续章节介绍。
接下来要做的是在游戏开始时隐藏UI，在小球触发终点物体时再显示。终点物体的End脚本代码如下，同时注意修改Panel的名字为EndUI。
public class End : MonoBehaviour
{
// 声明一个物体变量
GameObject endUI;
private void Start()
{
// 通过物体在场景中的名字来找到这个物体
endUI = GameObject.Find("EndUI");
// 在场景中隐藏这个物体
endUI.SetActive(false);
}
private void OnTriggerEnter(Collider other)
{
if (other.name == "Player")
{
Debug.Log(" 过关 ");
//在场景中显示这个物体
endUI.SetActive(true);
Time.timeScale = 0;
}
}
}
如此一来，当小球触碰到终点后，UI就会显示出来，如图1-30所示。
图1-30 到达终点时的显示效果
3. 加入摄像机运动效果
最后添加一个好玩的扩展功能：当控制小球左右移动时让摄像机往对应方向倾斜。具体的做法会涉及一些3D数学知识，会在后续章节中介绍。简单思路为：在Player脚本中使用获取的横向输入，以此控制摄像机的倾斜角度。在Player中添加如下代码，效果如图1-31所示。
图1-31 摄像机随输入旋转的效果
void Update()
{
……
Transform c = Camera.main.transform;
Quaternion cur = c.rotation;
Quaternion target = cur * Quaternion.Euler(0, 0, x * 1.5f);
Camera.main.transform.rotation = Quaternion.Slerp(cur, target, 0.5f);
}
可以在此基础上加入更多细节，如音乐、音效和特效等。合适的音乐和特效可以让简单的游戏更吸引人。