Unity 游戲開發(fā)技術(shù)詳解與典型案例

目　錄

第　1章 Unity基礎(chǔ)及集成開發(fā)環(huán)境的
搭建　1
1.1　Unity基礎(chǔ)知識概述　1
1.1.1　初識Unity　1
1.1.2　Unity的誕生及發(fā)展　1
1.1.3　Unity的市場前景　2
1.1.4　獨具特色的Unity　3
1.2　Unity集成開發(fā)環(huán)境的搭建　10
1.2.1　Windows平臺下Unity的
下載及安裝　10
1.2.2　Mac OS平臺下Unity的下載及安裝　14
1.2.3　目標平臺的SDK與Unity
集成　16
1.3　第 一個Unity程序　19
1.4　本書案例的導入及運行　24
1.5　本章小結(jié)　28
第　2章 Unity集成開發(fā)環(huán)境詳解　29
2.1　Unity集成開發(fā)環(huán)境的整體布局　29
2.1.1　概述　29
2.1.2　菜單欄　30
2.1.3　工具欄　30
2.1.4　場景設計面板　31
2.1.5　游戲預覽面板　35
2.1.6　游戲組成對象列表　36
2.1.7　項目資源列表　37
2.1.8　屬性查看器　38
2.1.9　狀態(tài)欄與控制臺　39
2.1.10　動畫視圖　39
2.1.11　動畫控制器編輯視圖　39
2.2　菜單欄　40
2.2.1　File菜單　40
2.2.2　Edit菜單　43
2.2.3　Assets菜單　50
2.2.4　GameObject菜單　55
2.2.5　Component菜單　59
2.2.6　Window菜單　66
2.2.7　Help菜單　71
2.3　本章小結(jié)　77
第3章　Unity腳本程序的開發(fā)　79
3.1　Unity腳本概述　79
3.2　Unity中C#腳本的注意事項　79
3.3　Unity腳本的基礎(chǔ)語法　81
3.3.1　常用操作　81
3.3.2　記錄時間　81
3.3.3　訪問游戲?qū)ο蠼M件　82
3.3.4　訪問其他游戲?qū)ο蟆?3
3.3.5　向量　85
3.3.6　成員變量和靜態(tài)成員變量　87
3.3.7　實例化游戲?qū)ο蟆?8
3.3.8　協(xié)同程序和中斷　88
3.3.9　一些重要的類　89
3.3.10　特定文件夾　93
3.3.11　腳本編譯　94
3.3.12　與銷毀相關(guān)的方法　94
3.3.13　性能優(yōu)化　96
3.4　綜合示例　97
3.4.1　示例策劃及準備工作　97
3.4.2　創(chuàng)建項目及場景搭建　97
3.4.3　飛機控制腳本實現(xiàn)　100
3.4.4　攝像機跟隨腳本實現(xiàn)　103
3.5　本章小結(jié)　103
第4章　Unity圖形用戶界面基礎(chǔ)　105
4.1　GUI系統(tǒng)　105
4.1.1　GUI組件的變量　105
4.1.2　GUI中的常用控件　113
4.1.3　GUI控件綜合示例　141
4.2　UGUI系統(tǒng)　144
4.2.1　創(chuàng)建UGUI控件　144
4.2.2　Canvas　145
4.2.3　EventSystem組件　146
4.2.4　Rect Transform組件　147
4.2.5　Panel控件　147
4.2.6　Button控件　148
4.2.7　Text控件　151
4.2.8　Image控件　152
4.2.9　Raw Image控件　152
4.2.10　Slider控件　153
4.2.11　Scrollbar控件　154
4.2.12　Toggle控件　155
4.2.13　Input Field控件　156
4.2.14　DropDown控件　157
4.2.15　Scroll View控件　157
4.2.16　UGUI布局管理的使用及
　相關(guān)組件介紹　159
4.2.17　UGUI中不規(guī)則形狀的
　按鈕的碰撞檢測　163
4.2.18　UGUI屏幕自適應和錨點　164
4.2.19　UGUI綜合示例—音樂
　播放器的UI搭建　165
4.3　預制件資源的應用　173
4.3.1　預制件資源的創(chuàng)建　173
4.3.2　通過prefab資源進而實例化對象　174
4.4　常用的輸入對象　176
4.4.1　Touch輸入對象　176
4.4.2　Input輸入對象　178
4.5　本章小結(jié)　181
第5章　物理引擎　183
5.1　剛體　183
5.1.1　剛體特性　183
5.1.2　物理管理器　190
5.2　碰撞器　192
5.2.1　碰撞器的添加　193
5.2.2　碰撞過濾　195
5.2.3　觸發(fā)器　199
5.2.4　碰撞檢測　199
5.2.5　物理材質(zhì)　201
5.2.6　碰撞器交互　202
5.3　關(guān)節(jié)　202
5.3.1　鉸鏈關(guān)節(jié)的特性　202
5.3.2　鉸鏈關(guān)節(jié)的創(chuàng)建　203
5.3.3　固定關(guān)節(jié)的特性　205
5.3.4　固定關(guān)節(jié)的創(chuàng)建　205
5.3.5　彈簧關(guān)節(jié)的特性　206
5.3.6　彈簧關(guān)節(jié)的創(chuàng)建　206
5.3.7　角色關(guān)節(jié)的特性　207
5.3.8　角色關(guān)節(jié)的創(chuàng)建　208
5.3.9　可配置關(guān)節(jié)的特性　208
5.3.10　可配置關(guān)節(jié)的創(chuàng)建　210
5.3.11　關(guān)節(jié)綜合示例—機械手　211
5.4　交通工具　216
5.4.1　車輪碰撞器的添加　216
5.4.2　車輪碰撞器的特性　217
5.4.3　車輪碰撞器的應用　218
5.5　布料　223
5.5.1　蒙皮網(wǎng)格的特性　223
5.5.2　布料的特性　223
5.5.3　布料簡單示例　224
5.6　力場　226
5.6.1　力場的特性　226
5.6.2　力場綜合示例　226
5.7　角色控制器　227
5.7.1　角色控制器的特性　227
5.7.2　角色控制器綜合示例　228
5.8　粒子系統(tǒng)　229
5.8.1　粒子系統(tǒng)簡介　229
5.8.2　粒子系統(tǒng)的特性　230
5.8.3　通過腳本控制粒子系統(tǒng)　242
5.8.4　粒子系統(tǒng)綜合示例　249
5.9　物理引擎在動畫系統(tǒng)中的使用　254
5.9.1　場景的搭建　254
5.9.2　腳本的開發(fā)　257
5.9.3　運行效果　258
5.10　物理引擎綜合示例　258
　5.10.1 場景的搭建　258
　5.10.2 界面的搭建　264
　5.10.3 腳本的開發(fā)　265
　5.10.4 示例開發(fā)總結(jié)　267
5.11　本章小結(jié)　267
第6章　著色器　269
6.1　初識著色器　269
6.1.1　著色器概述　269
6.1.2　材質(zhì)、著色器與貼圖　270
6.1.3　ShaderLab語法基礎(chǔ)　270
6.1.4　著色器中涉及的各種空間
概念　276
6.2　渲染管線　278
6.2.1　OpenGL渲染管線　279
6.2.2　DirectX渲染管線　284
6.2.3　Unity可編程渲染階段　285
6.3　著色器的形態(tài)　286
6.3.1　固定管線著色器　286
6.3.2　頂點片元著色器　286
6.3.3　表面著色器　292
6.4　表面著色器詳述　293
6.4.1　表面著色器基礎(chǔ)知識　293
6.4.2　通過表面著色器實現(xiàn)
體積霧　298
6.5　渲染通道的通用指令　303
6.5.1　設置LOD數(shù)值　304
6.5.2　渲染隊列　305
6.5.3　混合模式　307
6.5.4　Alpha測試　309
6.5.5　深度測試　310
6.5.6　模板測試　312
6.5.7　通道遮罩　316
6.5.8　面的剔除操作　317
6.5.9　抓屏操作　319
6.6　曲面細分著色器　320
6.6.1　固定數(shù)量的曲面細分　320
6.6.2　基于距離的曲面細分　322
6.6.3　基于邊緣長度的
曲面細分　324
6.6.4　Phong曲面細分　325
6.7　幾何著色器　326
6.8　Standard Shader　328
6.8.1　基于物理的著色　328
6.8.2　材質(zhì)編輯器　329
6.9　著色器的組織和優(yōu)化　331
6.9.1　著色器的組織和復用　331
6.9.2　移動平臺的優(yōu)化　335
6.10　著色器綜合示例　337
　6.10.1 示例策劃及準備工作　337
　6.10.2 創(chuàng)建項目及場景搭建　339
　6.10.3 著色器及相關(guān)腳本的
　開發(fā)　340
　6.10.4 節(jié)點對象的創(chuàng)建及相關(guān)
　腳本的開發(fā)　349
　6.10.5 示例運行效果　351
6.11　本章小結(jié)　352
第7章　常用著色器特效　353
7.1　頂點動畫　353
7.1.1　基本原理　353
7.1.2　開發(fā)步驟　354
7.2　紋理動畫　356
7.2.1　基本原理　357
7.2.2　開發(fā)步驟　357
7.3　邊緣發(fā)光　358
7.3.1　基本原理　358
7.3.2　開發(fā)步驟　359
7.4　描邊效果　360
7.4.1　基本原理　360
7.4.2　開發(fā)步驟　362
7.5　遮擋透視效果　363
7.5.1　基本原理　363
7.5.2　開發(fā)步驟　364
7.6　菲涅爾效果　365
7.6.1　基本原理　365
7.6.2　立方體紋理技術(shù)　366
7.6.3　開發(fā)步驟　366
7.7　高斯模糊　369
7.7.1　基本原理　369
7.7.2　開發(fā)步驟　370
7.8　Bloom效果　372
7.8.1　基本原理　373
7.8.2　開發(fā)步驟　373
7.9　景深效果　375
7.9.1　基本原理　375
7.9.2　開發(fā)步驟　376
7.10　積雪效果　378
　7.10.1 基本原理　378
　7.10.2 開發(fā)步驟　379
7.11　浴室玻璃效果　381
　7.11.1 基本原理　381
　7.11.2 開發(fā)步驟　381
7.12　消融效果　383
　7.12.1 基本原理　383
　7.12.2 開發(fā)步驟　383
7.13　本章小結(jié)　385
第8章　3D游戲開發(fā)的常用技術(shù)　387
8.1　立方貼圖技術(shù)的實際應用　387
8.1.1　Unity天空盒　387
8.1.2　Cubemap的應用　390
8.2　3D拾取技術(shù)　392
8.3　視頻播放器　396
8.3.1　導入視頻片段的屬性　396
8.3.2　視頻播放器示例　397
8.4　動態(tài)字體　399
8.5　重力加速度傳感器　401
8.6　PlayerPrefs類　403
8.7　虛擬按鈕與搖桿的使用　404
8.7.1　標準資源包的下載與導入　404
8.7.2　虛擬按鈕和搖桿使用示例　406
8.8　線的渲染　408
8.9　Render Texture的應用　410
8.10　聲音　412
　8.10.1 聲音類型　412
　8.10.2 音頻管理器　412
　8.10.3 音頻監(jiān)聽器　413
　8.10.4 音頻源　413
　8.10.5 音頻效果　417
　8.10.6 音頻混響區(qū)　420
　8.10.7 簡單的聲音控制示例　421
　8.10.8 混音器　423
　8.10.9 錄音　430
8.11　Cinemachine相機的使用　431
　8.11.1 Cinemachine相機的下載
　與安裝　431
　8.11.2 Cinemachine相機的使用　432
8.12　Timeline的使用　433
8.13　多場景編輯　434
　8.13.1 多場景編輯的基礎(chǔ)操作　434
　8.13.2 多場景編輯的高級
　操作　436
　8.13.3 還存在的問題　437
8.14　水特效　437
　8.14.1 基礎(chǔ)知識　437
　8.14.2 水特效示例　438
8.15　霧特效　440
　8.15.1 示例效果與基本原理　440
　8.15.2 場景搭建與開發(fā)步驟　441
8.16　3D場景中的其他特效　444
　8.16.1 光源周圍光暈　444
　8.16.2 面板渲染　445
　8.16.3 投影器　446
8.17　本章小結(jié)　446
第9章　光影效果的使用　447
9.1　渲染路徑與顏色空間　447
9.1.1　渲染路徑　447
9.1.2　顏色空間　448
9.2　光源　448
9.2.1　點光源　449
9.2.2　平行光光源　450
9.2.3　聚光燈光源　451
9.2.4　區(qū)域光光源　451
9.2.5　發(fā)光材質(zhì)　452
9.2.6　Cookies　452
9.2.7　光照過濾　453
9.3　陰影　454
9.3.1　陰影質(zhì)量　454
9.3.2　陰影性能　456
9.3.3　陰影的硬件支持　456
9.4　光照貼圖　456
9.4.1　對場景進行光照烘焙　457
9.4.2　光照烘焙參數(shù)詳解　458
9.5　光探頭　460
9.5.1　光探頭使用示例　460
9.5.2　光探頭應用細節(jié)　462
9.5.3　光探頭代理　462
9.6　法線貼圖　465
9.6.1　在Unity中使用法線
貼圖　465
9.6.2　在3ds max中制作法線
貼圖　468
9.7　鏡頭光暈　469
9.8　反射探頭　470
9.8.1　反射探頭的使用　470
9.8.2　反射探頭參數(shù)詳解　472
9.9　鏡子的開發(fā)　474
9.9.1　場景的搭建　475
9.9.2　鏡面著色器的開發(fā)　478
9.9.3　C#腳本的開發(fā)　479
9.10　真實水面特效的開發(fā)　481
9.10.1　基本原理　482
9.10.2　場景的搭建　483
9.10.3　C#腳本的開發(fā)　483
9.10.4　鏡面著色器的開發(fā)　486
9.11　本章小結(jié)　488
第　10章 模型與動畫　489
10.1　3D模型的導入　489
　10.1.1 主流3D建模軟件簡介　489
　10.1.2 Unity與建模軟件單位的
　比例關(guān)系　490
　10.1.3 將3D模型導入Unity　491
10.2　Mesh　492
　10.2.1 網(wǎng)格過濾器　493
　10.2.2 Mesh屬性和方法簡介　493
　10.2.3 Mesh的使用　494
　10.2.4 使用Mesh使物體變形
　示例　494
10.3　Shatter Toolkit的使用　499
　10.3.1 Shatter Toolkit簡介　499
　10.3.2 使用Shatter Toolkit
　示例　500
10.4　舊版動畫系統(tǒng)　507
　10.4.1 角色動畫資源的導入　507
　10.4.2 動畫控制器　508
　10.4.3 動畫腳本　509
　10.4.4 使用舊版動畫系統(tǒng)示例　510
10.5　動畫系統(tǒng)　513
　10.5.1 角色動畫的配置　513
　10.5.2 動畫控制器的創(chuàng)建　519
　10.5.3 動畫控制器的配置　519
　10.5.4 角色動畫的重定向　523
　10.5.5 角色動畫的混合—創(chuàng)建
　動畫混合樹　524
　10.5.6 角色動畫的混合—混合
　類型介紹　526
　10.5.7 Mecanim動畫系統(tǒng)中的
　代碼控制　527
　10.5.8 示例分析　532
10.6　動畫變形　535
10.7　本章小結(jié)　538
第　11章 地形與尋路技術(shù)　539
11.1　地形引擎　539
　11.1.1 地形的創(chuàng)建　539
　11.1.2 灰度圖的使用　544
11.2　樹編輯器　546
　11.2.1 屬性參數(shù)簡介　546
　11.2.2 一個簡單的示例　548
11.3　拖尾渲染器　550
　11.3.1 背景簡介　550
　11.3.2 拖尾渲染器的屬性　551
　11.3.3 拖尾渲染器的使用　552
　11.3.4 產(chǎn)生汽車輪胎剎車痕
　示例　552
11.4　自動尋路系統(tǒng)　556
　11.4.1 基礎(chǔ)知識　556
　11.4.2 一個簡單的示例　557
11.5　本章小結(jié)　562
第　12章 游戲資源的更新　563
12.1　AssetBundle　563
　12.1.1 AssetBundle簡介　563
　12.1.2 AssetBundle的創(chuàng)建　563
　12.1.3 AssetBundle的下載　566
　12.1.4 AssetBundle的加載和
　卸載　568
　12.1.5 關(guān)于AssetBundle　569
　12.1.6 本節(jié)小結(jié)　570
12.2　Lua熱更新　571
　12.2.1 熱更新簡介　571
　12.2.2 xLua簡介　572
　12.2.3 xLua框架簡介　574
　12.2.4 xLua常用方法簡介　575
　12.2.5 xLua熱更新示例　577
　12.2.6 熱更新服務器的配置　581
　12.2.7 本節(jié)小結(jié)　583
12.3　本章小結(jié)　583
第　13章 多線程技術(shù)與網(wǎng)絡開發(fā)　585
13.1　多線程技術(shù)　585
　13.1.1 基礎(chǔ)知識　585
　13.1.2 多線程技術(shù)用于大量
　計算　586
　13.1.3 多線程技術(shù)在網(wǎng)絡開發(fā)中的
　應用　588
13.2　WWW類　592
　13.2.1 用WWW類訪問網(wǎng)絡
　資源　592
　13.2.2 場景的搭建　592
　13.2.3 C#腳本的編寫　592
13.3　JSON簡介與應用　593
　13.3.1 基礎(chǔ)知識　593
　13.3.2 JSON的解析　593
13.4　網(wǎng)絡類　594
　13.4.1 靜態(tài)變量　594
　13.4.2 靜態(tài)方法　597
　13.4.3 消息發(fā)送　602
13.5　基于Unity Network開發(fā)網(wǎng)絡
　游戲　604
　13.5.1 非授權(quán)服務器和授權(quán)
　服務器　604
　13.5.2 網(wǎng)絡視圖組件　604
　13.5.3 示例的效果預覽　604
　13.5.4 示例場景的搭建　605
　13.5.5 項目主體腳本的開發(fā)　607
　13.5.6 服務器和客戶端的發(fā)布　612
13.6　基于Netty開發(fā)網(wǎng)絡游戲　613
　13.6.1 Netty框架簡介　613
　13.6.2 網(wǎng)絡游戲架構(gòu)簡介　613
　13.6.3 示例的效果預覽　615
　13.6.4 示例場景的搭建　615
　13.6.5 服務器端的開發(fā)　616
　13.6.6 客戶端的開發(fā)　616
13.7　基于KBEngine服務器開發(fā)網(wǎng)絡
　游戲　620
　13.7.1 環(huán)境的搭建　621
　13.7.2 示例的效果預覽　623
　13.7.3 示例場景的搭建　623
　13.7.4 服務器端的開發(fā)　624
　13.7.5 客戶端的開發(fā)　624
13.8　本章小結(jié)　630
第　14章 Unity 2D游戲開發(fā)　631
14.1　Unity 2D簡介　631
　14.1.1 Unity 2D項目的創(chuàng)建　631
　14.1.2 Unity 2D的功能　632
　14.1.3 Unity 2D游戲開發(fā)的工作
　流程　632
14.2　Unity 2D核心功能對象——
　Sprite　633
　14.2.1 Sprite對象的創(chuàng)建和基本
　用法　633
　14.2.2 換幀動畫的制作　634
　14.2.3 制作換幀動畫的具體
　步驟　635
14.3　Unity 2D中的物理引擎　639
　14.3.1 2D剛體　640
　14.3.2 2D碰撞器　644
　14.3.3 2D關(guān)節(jié)　647
　14.3.4 2D效應器　651
　14.3.5 使用2D物理引擎制作撞
　冰塊示例　654
14.4　瓦片地圖　660
　14.4.1 瓦片資源的創(chuàng)建　660
　14.4.2 瓦片畫板與瓦片地圖的
　創(chuàng)建與使用　661
14.5　一個完整的2D游戲示例　662
　14.5.1 游戲背景及功能概述　662
　14.5.2 游戲的策劃及準備工作　662
　14.5.3 游戲的架構(gòu)　664
　14.5.4 主菜單場景的開發(fā)　664
　14.5.5 游戲場景的開發(fā)　666
14.6　本章小結(jié)　672
第　15章 常用性能優(yōu)化技術(shù)與編輯器的
　擴展　673
15.1　程序性能的分析　673
　15.1.1 Profiler工具的使用方法　673
　15.1.2 Profiler工具的參數(shù)說明　676
15.2　代碼的斷點調(diào)試　677
　15.2.1 通過MonoDevelop調(diào)試　678
　15.2.2 通過Microsoft Visual Studio
　Tools for Unity調(diào)試　679
15.3　優(yōu)化事項　680
　15.3.1 遮擋剔除技術(shù)　680
　15.3.2 批處理技術(shù)　682
　15.3.3 移動平臺的優(yōu)化技巧　682
15.4　編輯器的擴展——Editor　683
　15.4.1 自定義檢視面板　683
　15.4.2 序列化檢視面板　685
　15.4.3 自定義窗口　687
　15.4.4 自定義菜單項　687
15.5　本章小結(jié)　688
第　16章 休閑游戲—平衡球　689
16.1　背景及功能概述　689
　16.1.1 背景概述　689
　16.1.2 功能概述　690
16.2　游戲的策劃及準備工作　692
　16.2.1 游戲的策劃　692
　16.2.2 使用Unity開發(fā)游戲前的
　準備工作　692
16.3　游戲的架構(gòu)　696
　16.3.1 各個場景簡介　696
　16.3.2 游戲架構(gòu)簡介　697
16.4　主菜單場景　698
　16.4.1 場景的搭建　698
　16.4.2 主攝像機的設置及腳本的
　開發(fā)　700
16.5　幫助場景　709
　16.5.1 場景的搭建　709
　16.5.2 主攝像機的設置及腳本的
　開發(fā)　709
　16.5.3 球的設置及腳本的開發(fā)　714
16.6　關(guān)卡一場景　715
　16.6.1 場景的搭建　715
　16.6.2 主攝像機的設置及腳本的
　開發(fā)　715






























　16.6.3 有關(guān)動畫的設置及腳本的
　開發(fā)　719
　16.6.4 球的設置及腳本的開發(fā)　724
16.7　關(guān)卡二場景　724
　16.7.1 場景的搭建　724
　16.7.2 主攝像機的設置及腳本的
　開發(fā)　725
　16.7.3 有關(guān)動畫的設置的及腳本的
　開發(fā)　725
　16.7.4 球的設置及腳本的
　開發(fā)　725
16.8　場景的加載　725
16.9　游戲的優(yōu)化與改進　728