Unity3D游戏设计与实现.docx

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Unity3D游戏设计与实现

分类号：

TP31UDC：

D10621-408-（2014）1248-0

密级：

公开编号：

成都信息工程学院

学位论文

Frozen游戏设计与实现

论文作者姓名：

申请学位专业：

数字媒体技术

申请学位类别：

指导教师姓名（职称）：

论文提交日期：

Frozen游戏设计与实现

摘要

为了学习Unity3D游戏引擎，为了进一步了解并熟悉该款引擎，本文描述了如何制作了一个二维的跑酷类游戏项目，这个游戏的背景来源于一部叫做《冰雪奇缘》的电影。

通过对该项目的制作和学习，来了解用Unity3D开发游戏的利与弊，以及这款游戏引擎未来的优势。

本文所述的游戏项目开发所用的开发工具是Unity3D自带的开发工具，叫做MonoBehaviour，选择的开发语言是C#。

该游戏项目是一个小型的2D游戏制作，开发周期短，实现所涉及的技术也是学习Unity3D必备的一些知识，但是也是一些重要的基础知识，很多其他的Unity3D游戏制作，也是通过把Unity3D的各个功能模块一点点组织拼接起来而成的。

关键词：

Unity3D；游戏引擎；语言开发环境；跑酷游戏

theDesignandImplementationofFrozenGame

Abstract

InordertoknowandlearnmoreaboutUnity3Dgameengine,thispapersdescribeshowIdevelopaparkourgameprojectwhosebackgroundcomesfromamoviecalledFrozen.Throughthestudyofthisgameproject,wewillgettoknowtheprosandconstousethegameengineandit’sadvantageofthefuture.WedidthisgameprojectusingitsowndevelopmenttoolnamedMonoBehaviour.weusedC#asitsdevelopmentlanguage.Thisisasmall2Dgamewithshortdevelopmentperiodandsomebasictechniqueswhichareimportantknowledge.ManyotherUnity3DgamesaretheunionofsomeUnity3Dfunctionparts.

Keywords:

Unity3D;gameengine;languagedevelopmentenvironment;parkourgame

论文总页数：

28

1引言

1.1Unity3D简介

Unity3D是由UnityTechnologies开发的一个游戏引擎，操作界面如下图1.1所示，它集快速性交互性于一体，带有强大的渲染引擎，对DirectX、OpenGL拥有高度优化的图形渲染管道，能够允许开发者能够高效直观的开发出2D或者3D游戏，是一个全面整合的游戏引擎。

并且，Unity3D游戏引擎能够十分方便的将开发出的游戏发布到各个平台，如iPhone、Android等平台。

此外，还可以用UnityWebPlayer插件将作品发布成网页游戏，玩家只需下载这个很小的插件就能轻轻松松的玩Unity网页版游戏。

Unity3D游戏引擎通过使用植被系统Unitree，提供了大量的Shader供开发者使用，这些Shader完全足以满足开发者的需求，使得即使在低端硬件设备下也能够运行广阔茂盛的植被景观。

打开地形编辑器，从左到右依次是：

地形拉升降低、准确的绘制地形高度、地形圆滑、地形文理绘制、地形植被绘制树木、地形植被绘制-草及小物体、地形参数设置。

另外，它支持所有主要的文件格式，并能和其他应用程序协同工作。

它还用了PhysX的物理引擎，使得开发者能够轻松的实现各种物理效果。

Unity游戏引擎提供了柔和阴影与烘焙的高度完善的光影渲染系统，它的着色器整合了易用性、灵活性和高性能的特点。

目前，Unity3D游戏引擎最新版本是Unity4.0，它能将你的作品发布到MAC、Windows、安卓等十个以上当今盛行的平台。

此外，购买功能更加强大的正版Unity3D游戏引擎，经授权之后可以安装在2个不同的系统，如一个Windows，一个Mac，官方网址是。

Unity3D游戏引擎研讨会正在茁壮发展。

第一次Unity3D游戏引擎研讨会是在2010年5月，举办地点是在韩国，引发了许许多多的商家投资并签订了引擎预定协议。

亚洲作为Unity3D游戏引擎公司的一个重要战略地，2013年在上海举办了研讨会。

不久Unity3D游戏引擎公司又宣布取消支持对Flash的支持。

图1.1Unity3D操作界面

1.2Unity3D语言开发环境及开发工具

Unity3D是一款综合型的游戏开发引擎。

其中MonoBehaviour是该公司自己开发的一个编译工具，自然跟Unity3D是十分兼容的，比如调试等就十分方便。

当然，也可以选择自己的编译工具，如VisualStudio2010，只需要在菜单里面设置一下默认编译工具就行，这样在你创建并打开代码文档时就默认打开了你所设置的编译工具。

目前，Unity3D只允许3种编程语言：

C#、javascript、Mobo。

其中C#运用较为广泛，因为它的兼容性比较好，便于更好的发布到各个平台。

1.3Unity3D应用

目前，用Unity3D游戏设计引擎开发手机游戏的比较多，如勇者之心、神庙逃亡系列、愤怒的小鸟等；也有用来开发单机游戏的，如轩辕剑六、捣蛋猪等；网页游戏诸如新仙剑Online、QQ乐团等，部分游戏截图如图1.2、1.3、1.4所示。

在虚拟现实方面，只需要将在Maya或者Max等其他三维软件里面做出的模型导出为fbx格式，然后导入Unity3D，设置摄像机代码、UI、Build。

图1.2神庙逃亡

图1.3愤怒的小鸟

图1.4轩辕剑

1.4Unity3D未来优势

很多游戏引擎起初都是很不起眼的，Unity在2004年诞生于丹麦，后来把总部设在了美国旧金山。

到2014年，其注册人数已达80万，仅是苹果应用商店里面用Unity开发的游戏已达一千五百多个。

在未来，随着Web、IOS、Android等平台越来越广泛的应用，因它强悍的跨平台能力和易学的功能界，Unity3D游戏设计引擎必将变大炙手可热。

Unity3D是开发者使用最广的游戏引擎，目前有53.1%的开发所开发的游戏是通过Unity3D游戏引擎来开发制作的，其中在一项调查中显示，开发选择这款引擎一个最重要的因素是它的开发周期短。

之所以这样，是因为他们都觉得Unity3D游戏引擎简单易学，功能强大；有一定程序基础的人只需要一两个月就能入门。

2使用Unity3D开发游戏的优势

2.1跨平台的先进技术

Unity3D开发的游戏和应用主要使用的是C#语言，当然前面介绍的其他的2种语言也可以，其编译的过程根据目标平台的变化而不尽相同。

在PC、Mac和Android平台上，你所写的代码会被系统编译成字节码，并且可以在Runtime用JIT（JustInTime的缩写，中文意思是即时编译器）编译器执行。

如果是在其他的平台上，那么游戏在执行是代码是需要进行一个预编译的，转变成目标机器的本地代码而执行。

这就是为什么Unity3D开发的游戏能够支持多平台，能够发布到近十几种十分流行的平台上去，如下面图2.1所示：

图2.1Unity3D多平台性

2.2轻松入门

目前为止，注册Unity3D用户已达八十多万，每天在线人数达二十多万，你如果在学习使用Unity3D的时候可以随时上官网论坛上去请求帮助。

更重要的一点是你所遇到的问题，其实在之前很多人都遇到过，这样你的问题就很快能得到解决。

另外，Unity3D的交互性特点可以让你即使程序基础不是很好也能设计出你想要的游戏。

比如有一个2D游戏叫挺过1分钟，游戏场景只有一个，就是一个封闭的长方形界面，一个人物左右移动躲避一个在理想状态下在长方形里面弹来弹去的球，随着时间的增加，球的数量也会增加。

这里涉及到的基础知识只有几点，如碰撞检测、物理引擎，游戏大小只有几KB，但是这个游戏却很有趣，吸引力不少人，可以在无聊之际用来打发时间。

2.3市场影响力广

现在不管是哪行哪业，什么产品，都将就一个客户需求量，也就是市场，那么Unity3D的市场怎么样呢？

同诸多游戏引擎不同的是，Unity3D不仅仅处在3D游戏市场，也能够制作完美的2D游戏，Unity3D支持很多平台（Windows、IOS、Mac等十余种），还支持许多游戏机（PS3、Wii等），以及浏览器等等，市场范围是如此之广。

在一项调查中显示，一个开发者在开发一个3D游戏的时候，有72%的人首选的开发工具是Unity3D。

他们往往还选择用Unity3D做一下视觉结构、军事仿真等等。

3研究现状及设计目标

3.1游戏简介及动画制作

游戏项目开发的游戏名称为《Frozen》，使用的游戏引擎为Unity3D，开发周期大约一个多月，代码文件16个，开发语言为C#。

游戏共有6个场景，分别是开始场景、选关场景、关卡1、关卡2、胜利场景、游戏介绍场景，没有失败场景，失败的时候是绘制了一个窗口，让玩家选择是重新游戏或者退出游戏。

游戏也有用到Unity3D动画制作的功能，如游戏人物的跳跃，开始界面等，这里将游戏动画介绍一下，下面就不在叙述了。

选中需要做动画的一个游戏对象，然后选择Window->Animation，进入动画编辑窗口，如下图3.1所示：

图3.1动画编辑窗口

做动画之前应该先存储这个动画原件，点击红色的圆形按钮，并为动画取好名称，存储在Animation目录下。

然后在需要改变的属性上面右击，添加关键帧，改变响应属性，点击运行按钮，动画变完成了。

需要注意的是，我们在人物动画做的是一个按空格键跳动的动画，而不是让他一直跳，那么就需要代码控制了，如下：

voidStart（）

{

transform.animation.Stop（）;

}

voidUpdate（）

{

if（Input.GetKeyDown（“space”））

{

transform.animation.Play（）;

}

}

3.2游戏类型

游戏项目所开发的游戏名称为《Frozen》，游戏操作十分简单，空格键跳跃来躲避雪球或者夺取雪花，Q键发射飞镖击杀敌人。

按游戏类型来分，本游戏属于一种冒险类游戏（AdventureGame），也是一种跑酷类游戏，主要考察玩家的操作和对未知是好奇之心，引发他们的互动性。

按游戏内容来分，本游戏属于一种探索类游戏，通过不同的关卡，玩家可以通过不同的方式来获得游戏分数，不停的进行探索。

按游戏载体来分，本游戏属于电子类游戏。

按游戏平台来分，本游戏可以发布到十多个平台，具有广大的平台系统。

按玩家人数来分，本游戏属于单人冒险过关游戏，是一个单机游戏。

3.3游戏前景

如今手机游戏正在蓬勃发展，属于一种朝阳行业，而且本游戏的设计背景又源自于一部风靡全球的美国动画片《Frozen》，电影海报如图3.2所示，当用户看见这个名字时会不经意的去下载它。

就客户量来说，随着这部电影的喜爱着的增加，加上手机用户量庞大，因此本游戏具有它的客户量。

就经济效益来说，游戏开发的时间和成本都很低，需要的资源很很少，却能带来很多的经济