毕业论文-三维益智游戏《梦回廊桥》的设计与实现.doc

琼 州学院QIONGZHOU UNIVERSITY2015 届本科毕业论文（设计）题目： 三维益智游戏梦回廊桥的设计与实现 学 院： 创意与设计学院 专 业： 数字媒体技术 学 生 姓 名： 日 期： 琼州学院教务处 二一三年六月制目 录第一部分 设计说明书一、设计说明书 ( )第二部分 过程管理资料二、毕业论文（设计）课题任务书( )三、本科毕业论文（设计）开题报告( )四、本科毕业论文（设计）中期报告( )五、毕业论文（设计）指导教师审阅表( )六、毕业论文（设计）评阅教师评阅表( )七、毕业论文（设计）答辩评审表( )2015 届本科生毕业设计说明书题 目：三维益智游戏梦回廊桥的设计与实现 学 院： 创意与设计学院 专 业： 数字媒体技术 学 生 姓 名：班 级：指导教师姓名：最终评定成绩 2015 年 6 月III 题目：三维益智游戏梦回廊桥的设计与实现摘 要近年来，随着计算机技术的不断发展完善，软硬件设备的不断强化，三维游戏逐渐以其优秀的三维立体展示、全方位多角度的视角变化、逼真生动的人物形象而受到越来越多普通玩家的追捧。在此大环境下，本选题将设计重点放在保持三维游戏特色和可玩性上，同时加入民族元素。本次设计的选题拟定为一款三维益智游戏梦回廊桥，在游戏中，玩家可操纵小球在游戏场景中运动，利用重力学、惯性等物理知识避开各类障碍物及陷阱，完成关卡。游戏建筑风格将以亭台楼阁式的苏州园林为主，在给予玩家视觉享受的同时，也在无形中传播珍贵的中华传统文化，提高玩家的美学、人文修养。在设计过程中将运用所学的平面构成、maya三维建模及unity三维游戏引擎的相关知识，并利用网络资源，实现整体游戏设计、建筑建模、场景集成、脚本添加以及粒子与GUI添加等，较为完整的实现本次设计。关键词：三维益智游戏，物理引擎，江南园林VI Design and Implementation of Dreaming bridges- the Three-dimensional puzzle game Author：Wang XinyiTutor：Tian Xingyan ABSTRACTIn recent years, with the improvement and development of computer technology, the continuously strengthen of the software and hardware equipment, the three - dimensional game is growing in popularity in more and more common players, with its excellent three-dimensional display, a full range of viewing angle changes, lifelike and vivid characters. Under the premise of the environment, this topic try to add some cultural and historical feelings, while maintaining the three-dimensional features and playability of the game. This topic of my graduation project determine as a three-dimensional puzzle game Dreaming bridges. Players manipulate the movement of ball in the game scene, with the help of physics knowledge, such as the mechanics, inertia and so on. They need to avoid all kinds of obstacles and traps, and pass all levels. The beauty Suzhou traditional gardens becomes the main type of game architectural stylelots of pavilions, terraces and towers. I hope this scenes can give the player a visual enjoyment while also imperceptibly spread precious traditional Chinese culture, enhance the players aesthetical standard and literary accomplishment.In the design process,I try to not only apply knowledge what we have learned in college,such as the graphic design,3-dimension modeling with Maya,and Unitythree-dimensional game engine,but also use some Internet resource.So that to achieve the overall game design, architectural modelings, integration of scenarios, script adding and particles and GUI,for completly finish this graduation project.Keywords: 3D puzzle game , Physics engine , Jiangnan Garden 目 录1 绪论121.1 选题背景与意义11.1.1 选题背景11.1.2 选题意义11.2 国内外的研究现状31.3 论文流程71.4 设计和研究内容71.5设计过程及研究方法82.1 游戏背景102.2 游戏整体策划102.2.1 游戏设计102.2.2 游戏模式122.2.2.1 游戏规则122.2.2.2 游戏操作122.3 市场分析122.4 研究方案143 场景设计与集成153.1 模型设计163.1.1 建筑模型设计163.1.2 道具模型设计173.1.3 障碍物模型设计183.2 建模与贴图193.3 环境搭建203.3.1 关卡地形设计203.3.2 场景集成213.3.3 环境添加213.3.4 粒子系统完善234 主角状态控制脚本244.1 运动控制脚本254.2 主角生命值判断254.3 运动状态脚本265 道具系统265.1 障碍道具275.2 生命球道具275.3 任务道具276 游戏事件的实现276.1 主角触发事件286.3.1 粒子传送阵296.3.2 动画触发307 NGUI的设计307.1 Logo设计317.3.1 关卡选择327.3.2 历史回溯327.3.3 系统设置337.3.4 关于游戏337.4.1 生命球显示337.4.2 道具收集显示337.4.3 镜头切换338 游戏展示38结 论40参考文献41致 谢42VIII1 绪论1.1 选题背景与意义1.1.1 选题背景随着个人电脑配置的不断提升和游戏开发环境的不断完善，简单、平面的二维游戏逐渐难以满足玩家们的要求，三维游戏以其画面表现力强，光影景深表现效果好，动作特效流畅真实等特性在市场中脱颖而出，越来越受到广大玩家和游戏制作者的青睐。本次毕业设计将在保持3D游戏特色和可玩性的同时，为游戏增添人文历史情怀。选题拟定为3D益智类游戏梦回廊桥，在游戏中，利用重力学、惯性等物理学知识，玩家可操纵小球在游戏场景中运动，避开各类障碍物及陷阱，并收集相关物品，完成所有关卡后播放过场动画说明主线故事，同时有几率进入隐藏剧情。游戏建筑风格将以亭台楼阁式的苏州园林为主，在给予玩家视觉享受的同时，也在无形中传播珍贵的中华传统文化，提高玩家的美学、人文修养。1.1.2 选题意义自从游戏的出现，人类就难以摆脱它给人们带来的强大乐趣。这可能跟人类有着爱玩的天性不可分割。随着时代进步，从简单的色块堆砌而成的画面到数百万多边形组成的精细人物，游戏正展示给我们越来越真实且广阔的世界。随着计算机技术的不断发展完善，软硬件设备的不断强化，三维游戏逐渐以其优秀的三维立体展示、全方位多角度的视角变化、逼真生动的人物形象而受到越来越多普通玩家的追捧。而作为游戏作品构成中的重要组成部分，游戏场景设计对镜头画面的形成起着至关重要的作用，可以说场景空间设计制约着镜头画面，好的场景设计可以提升游戏的美感、强化渲染主题，它能够使游戏的渲染效果更加饱满，直接影响着整部作品的风格和艺术水平1。 因此，在游戏的创作因此，我们不得不重视游戏场景，通过综合考虑同类型游戏整体风格和对中华传统建筑样式与游戏玩法、理念的结合，现将本游戏场景风格确定为苏州园林式建筑。在世界园林艺术史上，中国古典园林是一颗闪耀着东方神韵的明珠，具有独特的美学价值和艺术魅力。苏州园林艺术作为华厦文化的一部分,源远流长,博大精深,它以特有的建筑艺术形式记载着吴文化的历史发展轨迹,不仅具有优美的建筑空间形式,而且具有深层次的文化内涵和造园思想2。苏州园林不仅是历史文化的产物，同时也是中国传统思想文化的载体，能集中体现中国传统文化的风貌，无形中提高玩家的人文素养，传播传统文化。一款具有历史文化内蕴，凝聚民族精神与情感的游戏，才能打动玩家，提高游戏可玩性及整体价值，真正做到弘扬民族优良的传统文化。模型是三维游戏的灵魂。模型的精细程度对游戏的真实感体验有着巨大影响。在满足游戏视觉效果的同时研究模型优化方法，降低模型复杂度，可以较好的降低游戏引擎实时渲染的响应时间，保障游戏流畅运行为玩家营造更好的游戏沉浸体验3。当我们成功地制备了自己的3D对象或数字内容的集合，我们需要一个虚拟舞台来进行实践，最终证明我们关于游戏的故事、场景以及模型的想法4。本次选题将从众多游戏引擎中选取Unity作为游戏开发工具。Unity是一款3D跨平台次世代游戏引擎，“Unity”一词的中文解释为“团结”，好比集合所有人的力量一起来完成一件伟大的巨作一般，这款游戏引擎以其强大的跨平台特性与绚丽的3D渲染效果而闻名出众5。而其编程周期短，模块丰富；可移植性很高，对多平台的支持非常平滑；拥有良好的开发环境，支持多种主流图形技术等优点受到众多游戏开发者们的青睐并被广泛应用于不同的领域。而在本次选题中，通过这一优秀的游戏引擎，我们将能完成游戏整体场景、碰撞检测、GUI、粒子特效、脚本的实现等，以期实现良好的三维展示效果。在许多优秀的小游戏中都会运用到相应的力学原理，如风靡一时的“愤怒的小鸟”，黑白风格小游戏“地狱边境”，益智类小游戏“粘粘世界”等，都恰当的结合了力学，使游戏更具可玩性。而要达到力学效果，就必须依靠于Unity游戏引擎中的物理引擎。游戏引擎中的物理引擎提供了对力学仿真的强力支持。它能够模拟相互作用的物体之间的力。或者说，物体的运动是由物理规律而不是代码控制的，这意味着在物理引擎的帮助下运动仿真的真实性大大提升了6。而在物理属性的实现中，碰撞检测是不可忽视的重要部分。合理精确的碰撞检测可以增强游戏的可玩性和趣味性，增强真实感。在Unity3D中，主要可采用三种碰撞形式：组件碰撞，射线碰撞及距离碰撞，三种碰撞各有优劣。在组件碰撞方法可实现简单物体碰撞、复杂场景漫游以及相关物理特效；应用较为方便，射线碰撞方法可正确高效地实现物体碰撞检测，准确性高；距离碰撞方法是依据距离的远近来实现物体间的碰撞，灵活性高，它们可相互搭配提高游戏开发进度7。 自然景观模拟和渲染始终是虚拟现实的重要组成部分,也是计算机图形学的一个研究热点。作为自然风景的一部分,水模拟对于增强现实感和在虚拟现实中的沉浸扮演着重要的角色8。在游戏设计与实现过程中，粒子特效能让游戏显得更加精美真实。粒子系统采用了一套完全不同于以往造型、绘制系统的方法来构造、绘制景物,它是由成千上万个不规则的随机分布的粒子所组成,而每个粒子均有一定的生命周期,它们不断地改变形状、不断运动,都将经历出生、活动、死亡的过程9。通过改变具体的属性参数，纹理的调节以及对相关场景的创建和音频的添加，我们能模仿出火焰、烟雾、流水等许多逼真生动的效果。作为一款多关卡带剧情的小游戏，我们需要在剧情及菜单、过场动画上下许多功夫。在某些项目中，世界图表中的关卡设定需要和游戏故事的发展保持平行，故事中通常会有一些关键的情节， 这些情节对故事的发展起到非常重要的作用， 因此必须为它们设定出关卡10。完成整体的游戏设计后，我们需要在遵从整体风格的基础上完成菜单的制作。在通常情况下，菜单负责调整游戏设置和控制游戏进度。很多游戏的菜单设计都是根据游戏的风格而特别制作的11。界面设计的目的是为了完成人机信息的交互，交互设计的好坏从根本上影响界面的可用性和易用性。交互设计处于整个虚拟环境金字塔的低端，它的设计质量影响整个环境系统的性能和用户体验12。因此，设计一款益智类3D游戏，不仅符合当今游戏市场的需求，同时可以锻炼玩家的脑力，考验其敏捷性，思维性；缓解现实的压力，暂时忘却烦恼。通过场景设计、建模、碰撞、粒子、脚本编写等步奏逐步完成设计，使其成为一款完整丰富的休闲游戏。在游戏中，玩家欣赏游戏的场景布局、光影音效，无形中提高了玩家的美学素养，使玩家可以做到“秀才不出门，遍赏天下景”。一款具有历史文化内蕴，凝聚民族精神与情感的游戏，才能打动玩家，提高游戏可玩性及整体价值，真正做到弘扬民族优良的传统文化。1.2 国内外的研究现状本部分内容将着重分析国内外同类优秀游戏的优势及特色，分为场景风格分析与玩法分析，涉及到纪念碑谷，3D平衡球，地狱边境等在各类休闲游戏榜单颇受好评的优秀游戏。场景风格分析：旅途，纪念碑谷。旅途是一款风格独特的AVG 冒险游戏，玩家扮演一位徘徊在无尽沙海中的无名旅者。在不断前进的过程中，玩家将穿过昏天黑地的沙暴、断壁残垣的古代城市、宫殿和神庙，目睹一座座美轮美奂又充满神秘气息的巨大建筑，不停地向前，向前，再向前，一直向着前方仿佛永远无法企及的山峰。图1.2.1 旅途部分截图展示游戏整体画面风格偏向于扁平、二维化，整体颜色较为清新淡雅，给人宁静舒适之感。由于主要场景集中在沙漠，色调偏向昏黄，但是并不压抑，具有浓郁的异国风情。纪念碑谷是一款优秀的3D手机游戏,用有趣的空间错位感交织出了清新唯美的迷宫世界，玩家需要引领公主艾达在这座神奇的迷宫中寻找正确的道路，抵达终点，带来一次神奇建筑与奇妙几何体相结合的梦幻探险。 玩家通过探索隐藏小路、发现视力错觉以及击败神秘的乌鸦人来帮助沉默公主艾达走出纪念碑迷阵。游戏利用了循环、断层以及视错觉等多种空间效果，构建出看似简单却又出人意料的迷宫，一些超出理论常识的路径连接，让你在空间感方面一下子摸不着头脑，而这也是本作的神髓所在。 图1.2.2 纪念碑谷截图展示除开优秀别致的玩法，诗意丰富的剧情铺垫之外，游戏的场景设计也是美不胜收，每一关卡都使用丰富多变的色彩，将简洁神秘的各类建筑装点得更为绚丽，将玩家带入各种天马行空浮想联翩的神秘场景，从视觉上给人以美的享受。玩法分析：3D平衡球，地狱边境，夜空。3D平衡球是一款单机3D休闲游戏，一经问世便吸引了大量玩家的眼球，游戏主体是一个球，游戏中玩家需要控制一个小球，走完所有设定好的关卡。与其说考研玩家的平衡感，不如说考验方向感，游戏中需要玩家控制视角，同时移动小球，很考验玩家的操作水平的。此游戏被The Adrenaline Vault授予卓越徽章(Seal of Excellence)，并被评价为：采用极高明的方式将一个陈旧的观念进行了全新的转换。 图1.2.3 3D平衡球部分截图展示该游戏以其独特的玩法和仿真度极高的物理效果受到众多玩家的推崇。游戏中，面对令人头晕目眩的高度和望而生畏的深度，玩家需要控制小球在一个充满铁轨、木桥等机关的超真实世界中遨游。小球有纸球、木球、石球三种状态，分别对应不同的质量，其速度和惯性也将不同。而各关卡中的道路更是诡异多变玩家，需要考虑如何以最佳的状态，实现通关。同为3d益智游戏，在本次毕业设计的场景和关卡设计方面，平衡球提供了相当多的灵感和案例。地狱边境是一款使用黑白美术风格呈现的游戏，本游戏有令人一眼难忘的特殊美术风格、简单的操作、精心设计的重重机关和谜题。玩家在地狱边境里操作一名小男孩，在地狱的边缘（LIMBO）寻找死去的姐姐。这款游戏给人的第一印象，铁定是那风格强烈的黑白视觉效果以及阴郁的氛围：全身漆黑、仿佛黑影般的主角在幽暗的森林中独自前进，躲开场景中的陷阱并破解各种机关与障碍。游戏的操作极为简单，利用手柄左类比杆（移动）、A键（跳跃）与B键（互动）就足以完成主角的所有动作。 图1.2.4 夜空部分截图展示在游戏中，依旧延续着相当多物理原理，球体碰撞后下落，垂下的绳索受力后弹起，木箱在主角的拉动下翻滚该款游戏以丰富的环境感官和清晰的道具仿真设计将人带入了黑白色调的无尽荒野，其优质的道具及闯关方法，都有相当多可圈可点之处。夜空是一款益智小游戏，在画面，音乐和操控性上都可圈可点。游戏主题是关于一个男人的梦境，在一颗水晶球的指引下，他用滚来滚去的方式体验了整个世界。游戏的操作只有方向键和2个能力键，更是可以全部重新定义的。尽管游戏是一款物理运动游戏，游戏的场景却是剪影风格的纯2D。不论海滩，工厂，原野；还是山洞，星空和丛林，都是那么迷离，最后几关更是直接进入了梦中之梦，绚丽的色彩让人流连忘返。图1.2.5 夜空部分截图展示夜空通过多个小关卡和简洁的界面设计，给玩家呈现了一个丰富宁静的梦幻世界。背景的切换更是从夜晚逐渐过渡到黎明，给了玩家更好的感官体验。通过巧妙的物品设置，小球的物理运动变得合情合理。在不同的关卡中，小球被赋予不同的运动技能，甚至会出现反重力等情况，梦境中的世界很奇妙，重力都可玩弄于股掌之间。通过对以上五款相似游戏的分析，对本次毕业设计的选题和具体设计有了更清晰的规划。场景将参考旅途纪念碑谷的丰富色彩和简洁风格，以传统民居建筑结构为基础，加以提炼和修改，完成设计。关卡设计将参照3d平衡球地狱边境夜空等优秀益智游戏，记录其中可利用的建筑特色、障碍设计等，并结合本次选题的场景设计加以改良，使其与场景更为统一协调。同时要思考如何将二维画面中的障碍设计加入到三维场景中，使其立体化。1.3 论文流程本论文共分为八个章节，系统的描述了三维游戏梦回廊桥的设计与实现过程，从游戏策划、场景集成到游戏规则的实现，清晰而合理的分析了整个游戏的研究背景、设计思路及实现过程。每个章节的具体内容如下：第一章：绪论。总体概述了选题背景、意义及可行性。第二章：游戏概述。展示了游戏的设计过程及整体策划情况。第三章：场景设计与集成。主要介绍场景的设计理念，建模及在unity中集成并添加天空盒、水源、光效、音效、粒子等后的基本场景情况。第四章：主角状态控制脚本。具体描述了主角（球体）在游戏中的活动方式、状态及如何通过脚本完成对主角状态的修改。第五章：道具系统。分为障碍物、生命球和任务道具，是游戏中分布在不同关卡，会与主角进行交互或者成为阻碍的部分道具。第六章：游戏事件的实现。本章节介绍了游戏中最为重要的部分游戏事件，通过碰撞或触发事件，保证游戏规则的实现，提高项目的游戏性。第七章：NGUI的设计。介绍了游戏中的logo及UI界面的设计和制作，使游戏交互性更好。第八章：游戏展示。展示设计成品。1.4 设计和研究内容1）游戏整体设计整体建筑风格确立，游戏剧情及相关场景、关卡的设计，相关道具及闯关点的归纳整合，游戏功能与界面的确定，过场动画及剧情过渡的设计。完成前期游戏策划。2）模型设计与搭建根据建筑风格参考图片，在Maya中搭建具体场景模型，包括回廊、荷叶、假山石、灯笼、圆拱桥、小船、屋檐等，统一模型尺寸。并使用Unfold 3D、Photoshop展UV，贴图。3）导入Unity，整合环境将已完成模型分关卡导入Unity中，并制作部分地形，根据关卡设计情况添加明暗不同的天空盒、水资源包、灯光、提示音效，完成整体搭建。检查游戏策划中的疏漏之处，确定最终版本。4）脚本编写及实现对物体添加碰撞及刚体，编写键盘操作代码，如小球运动、摄像机切换角度等。编写触发碰撞事件脚本，如道路两侧的火焰喷出时，小球若接触到，则触发死亡事件。对摄像机添加跟随脚本。5）粒子系统及GUI根据关卡中的各项事件添加相应粒子特效，如火焰间歇喷出特效、假山石上水流下落，洞穴中烟雾弥漫等。完成整体编写后，根据设计制作GUI界面并实现关卡、过场动画、设置菜单之间的跳转。重点：1）场景模型的制作、贴图、场景集成。2）粒子特效的制作。3）运动脚本的编写，相关事件触发脚本的编写。4）GUI的设计及运行。5）游戏整体的可行性、协调度。难点：1）粒子特效的制作。2）运动脚本的编写，相关事件触发脚本的编写。3）GUI的设计及运行。1.5设计过程及研究方法1）查阅资料，了解游戏设计流程。参考同类型游戏，确定游戏整体方案，确定游戏场景风格定位及游戏玩法。2）罗列出游戏每一关卡的具体设计、障碍及路线信息，构思游戏对应剧情，初步设计游戏场景、道具及UI。研究游戏整体方案，确定各项细节并定稿。3）完成模型搭建及贴图，导入Unity中完成场景搭建。4）学习脚本代码，理清思路初步编写动作脚本。添加碰撞，编写碰撞事件。5）学习粒子特效及GUI的添加，添加粒子特效及菜单添加。6）回溯整体构造，完善游戏。在本次毕业设计中主要用到的软件有Adobe Photoshop、Autodesk Maya 和Unity物理引擎。下面将简要介绍三个软件的基本情况及使用方向。Adobe Photoshop，简称“PS”，是由Adobe Systems开发和发行的图像处理软件。Photoshop主要处理以像素所构成的数字图像。使用其众多的编修与绘图工具，可以有效地进行图片编辑工作。ps有很多功能，在图像、图形、文字、视频、出版等各方面都有涉及。在本次课题中主要使用Photoshop进行部分场景的初步设计、界面及logo设计、材质贴图、uv贴图及法线贴图。Autodesk Maya是美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件，应用对象是专业的影视广告，角色动画，电影特技等。Maya功能完善，工作灵活，易学易用，制作效率极高，渲染真实感极强，是电影级别的高端制作软件。Maya 集成了Alias、Wavefront 最先进的动画及数字效果技术。它不仅包括一般三维和视觉效果制作的功能，而且还与最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染、运动匹配技术相结合。在目前市场上用来进行数字和三维制作的工具中，Maya 是首选解决方案。本次课题中，maya被用于完成游戏中所需要的场景、道具建模，完成贴图匹配。并在UV Editor中对部分所需模型展UV。最终通过插件导出带贴图的.FBX格式到Unity中。Unity是由Unity Technologies开发的一个让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具，是一个全面整合的专业游戏引擎。通过Unity可实现交互式的游戏开发环境，并且是目前可跨平台应用最多的游戏引擎之一。在本次课题中，将在Unity中实现场景集成、粒子特效、脚本添加及GUI制作等功能。可以说，本次课题中的技术部分，基本都在Unity中实现。2 游戏概述2.1 游戏背景本游戏主要以江南庭院建筑为背景，试图在益智休闲类游戏中加入更多的文化元素，唤醒人们保护古典文化的意识。玩家偶然得到了一颗水晶球，在水晶球的驱使下，他每天夜里都会回到古色古香的庭院廊桥之中，在不断避开攻击突破障碍的前进中，他逐渐明白，原来他所经历的一切，都有着某种含义而天色，也终于渐渐亮了起来。2.2 游戏整体策划2.2.1 游戏设计本游戏是一款基于unity游戏引擎和maya三维建模软件制作的小型三维益智类单机游戏，游戏设计思路来源于备受好评画风精良的益智类单机游戏旅途、地狱边境及新颖有趣的三维游戏3d平衡球，在设计上着重两方面，游戏场景和游戏玩法。游戏场景中，重点体现苏州园林的建筑风格和优美的庭院景观，同时配合以传统文化中的代表事物如宫灯、象棋等，以期满足玩家的视觉享受和文化熏染。本游戏中的场景主要设计为以下三个：1） 薄暮时分，大户庭院内的水榭回廊。游戏的整体设计在曲折多变的回廊上发生，借以呼应本次设计的题目。廊上点着大红的宫灯，廊旁便是静谧的荷塘，稍远处是精致的六角亭，掩映着背后古朴的石桥和斑驳的朱红木门。看似宁静的环境中，却暗藏着机心。图2.2.1.1 关卡一场景展示2） 深夜时刻，阴森的荒山之中。该部分场景配合关卡一的终点水榭中的精巧假山，给玩家时间和空间上的递进延伸之感。深蓝色的天幕下，山体参差狰狞，从错落的石缝中可见繁星点点的夜空，隐约可见前方的点点火光，配上时有时无的虫鸣，给人凄清诡秘之感。玩家行走在荒山之中，唯有借助自然之力，方可破荆斩棘，一路向前。图2.2.1.2 关卡二场景展示3） 黎明将至，来到邻着水道的青石路。朝阳渐染，映的路旁的灰瓦白墙分外美丽。该关卡中放置的障碍较少，场景设置也较前两关相比更为空旷，顺应玩家的心态变化。当小球最终到达小船时，晃晃悠悠的船渐渐驶向朝阳，两岸是错落的民居，在缓慢的水波声中，画面渐黑。图2.2.1.3 关卡三场景设计三个场景分别对应三个连续的关卡，地点相互关连，有时间空间的变化，使玩家能感受到游戏世界的时间流逝，增强游戏的真实感。2.2.2 游戏模式2.2.2.1 游戏规则在本游戏中，玩家操纵小球在限定的道路上运动，需要不断避开各类障碍物及陷阱，活用各种道具前进，途中请注意周边物品，有些或许有所帮助。初始状态时小球自带2个生命球，当小球进入不可触碰范围或离开道路后，生命球减少1个，游戏途中可获得生命球。当所有生命球都消耗后，显示死亡。当小球成功通过本关卡全部道路，则成功通关，并进入下一关卡。2.2.2.2 游戏操作菜单：ESC键调出，键，enter键选择，也可用鼠标点击。球体运动：键控制小球前后左右。上升：W键（部分可用，可用区域有提示或标记）切换视角：鼠标点击2.3 市场分析随着个人电脑配置的不断提升和游戏开发环境的不断完善，人们开始对电脑游戏的画面有着越来越苛刻的要求了，以往的2D平面游戏已经远不足以满足这些游戏玩家的眼光了。于是，如何呈现出更为真实生动的三维游戏世界，成为了游戏制作者和高级程序员们不断挑战的课题。3D游戏就是三维游戏，又称立体游戏，因其采用了立体空间坐标的概念，在游戏中使用3D模型来制作人物、场景等物体，使玩家可以在游戏中体会到长宽高三种 度量，让玩家可以360度旋转视角，从各个角度来进行游戏，因而更显真实，对空间操作的随意性较强，更容易吸引人。从简单的色块堆砌而成的画面到数百万多边形组成的精细人物，3D游戏正展示给我们越来越真实且广阔的世界。相比二维游戏而言，三维游戏具有画面表现力强，光影景深表现效果好，动作特效流畅真实等优点，同时，不可否认的，它也有程序风险高、技术不够成熟、受众对3d技术的不适应及眩晕感等问题。无论如何，3D游戏正以其突飞猛进的发展势头展现给玩家越来越真实、越来越绚丽的游戏世界，近年来随着中国网络的快速发展和应用的成熟，3D游戏技术的不断进步，3D游戏在互联网和移动互联网下有了其全新的模式，3D游戏已成为时下最主流的游戏类型，发展前景十分广阔。据2014年中国游戏产业报告显示，2014年中国游戏市场实际销售总值为1144.8亿元，同比增长37.7%。其中端游收入为608.9亿元，占比53.2%。中国游戏市场用户数量约为5.17亿人，与去年同比增长了4.6%。由此可见，游戏市场用户数量极为可观，一款优质的三维游戏是可以在整个市场中大有作为的。图2.3.1 2014国内游戏市场销售额比值细看如今的页游市场，游戏精品化不断升级，大的游戏企业割据一方，页游平台流量也越来越集中。据2015年中国网页游戏行业发展趋势分析一文指出，2015页游将表现出游戏类型和玩法从同一化向差异化发展；微端技术逐渐成熟，3D页游成细分市场等特点。也就是说，当今游戏市场，已经不仅仅是几家游戏龙头企业独大的形势，已经出现角色扮演、战争策略、模拟经营、社区养成、休闲竞技等多种类型的游戏，不管从类型还是玩法上都在从同一化向差异化发展，。而针对页游核心用户对游戏更高的要求，3D页游作为整个页游产业的细分市场，目前被用户的接受度越来越高。2015年，为了满足用户差异化需求与体验，随着对技术开发的投入，3D页游也将成为主流。 图2.3.2 2015年手游类型占比而就游戏的类型而言，根据调查显示，手机游戏用户具有时间碎片化、场景分散化、玩游戏时长较短等特点，手机游戏作为休闲无聊时打发时间的一种途径，能在休闲的同时锻炼一下脑力更加不错，所以休闲益智类游戏成为多数人的首选。据中国移动“和游戏”在2014年9月的调查显示，在安卓单机游戏9月收入TOP100中，休闲益智类仍是最具吸金能力的游戏类型，占据榜单中三成的数量，收入贡献接近40%。根据此项数值，可基本推算出休闲益智类游戏所占有的巨大市场份额和强劲的市场需求。通过以上分析，设计一款3D益智类游戏，符合游戏市场整体趋势和游戏用户的基本需求，有较大的发展空间。2.4 研究方案1）查阅资料，参考同类型游戏，确定游戏整体方案。2）确定游戏场景风格定位。罗列出游戏每一关卡的具体设计、障碍及路线信息，构思游戏对应剧情，初步设计相关过场动画。3）设计游戏场景初稿、道具及UI。确定游戏整体方案。4）完成模型搭建及贴图，导入Unity中完成场景搭建。5）添加音效、灯光，考虑运动路线及障碍效果。6）学习脚本代码，理清思路初步编写动作脚本。7）编写动画脚本控制摄像机的运动及障碍物的运动。8）学习粒子特效制作，完成粒子特效的添加。9）学习GUI的编写，完成后期整合。10）检查代码，根据游戏策划完善游戏。3 场景设计与集成3.1 模型设计3.1.1 建筑模型设计本游戏中包含的建筑模型可按关卡分为三类：关卡一场景为庭院内部，则搭配建筑为苏州园林中常见的长廊、假山、六角亭、石桥、荷叶等。 3.1.1.1 场景一中部分建筑模型展示关卡二场景设置在嶙峋的假山之中，配合火焰的四射，氛围阴森恐怖。在此关卡中设计的建筑多为古旧的吊桥、石碑、断桥、铁索等。3.1.1.2 场景二中部分建筑模型展示关卡三场景在水乡的街道上，此关卡的建筑偏向于徽派建筑，如青石板，双孔桥，小木船，翘脚岩壁，大户门庭等。3.1.1.3 场景三中部分建筑模型展示3.1.2 道具模型设计本游戏中包含的道具主要可分为三类：游戏中可用到的、玩家过关所需要触发或碰撞的过程道具，如过桥时需要推动木板搭到两座有间隔的斜廊间，经过某道路时需要绕道撞击支架使对应路面落下，球体推动小方块到跷跷板上使其翻转等。3.1.2.1 部分道具模型展示游戏规则中包含的帮助道具，如放置在各个角落的生命球、经过后会记录小球位置的复活点光阵、提示信息的立式宫灯等。3.1.2.2 部分帮助道具展示游戏过关所需的任务道具，多半为某些传统习俗中的代表性物品，收集不全可能无法触发下一关卡，碰到隐藏道具有几率提前跳过某些道路，或开启隐藏关卡。3.1.2.3 部分任务道具模型展示3.1.3 障碍物模型设计本游戏中的障碍物设计多根据游戏关卡场景来制定。多数障碍物的设置利用关卡环境地形决定，如第二关中的碎石块，第三关中的照壁障碍等。3.1.3 部分障碍道具展示3.2 建模与贴图本游戏中所用模型都使用三维建模软件maya制作，在建模过程中参考了大量的古典物品图片，将物品特征综合简化，使用nurbs/polygon建模中的加线、挤压、合并等方法对基本几何体进行编辑修改，从而得到所需的复杂模型。其中部分模型是使用基本几何体变形而得，如象棋模型、砖石模型。而相对较为复杂的模型，如走廊、六角亭、宫灯等，则是分别制作部分，最后使用polygon合并功能而得。在导入unity之前，模型需要清除历史、统一法线方向，再导出为fbx格式，勾选保存媒体选项，则在unity中可实现与贴图的统一。为呼应本游戏的古典建筑风格，模型多设计为木质、石质和青砖质地等，对此类模型贴图大体采用两种方式，一种是新建材质球，直接将材质图片赋给物体，同时对于需要体现凹凸立体效果的模型，如假山石等，则需额外制作和添加法线贴图，使模型更为真实。而对于每个面要求不同图案或装饰的物体，前一种方式明显并不适用，于是采用展UV的方式，将模型的UV展开并导出为tga格式，再在PS中进行编辑，再导回maya中进行贴图。3.2.1 部分UV贴图及法线贴图展示3.2.2 材质球一览3.3 环境搭建3.3.1 关卡地形设计根据游戏策划共设计了三个关卡，根据关卡场景，分别制作对应风格的地形，关卡一和关卡三中小球都是在模型上运动，所以地形设计为高度相同的不规则块状。而关卡二场景是在嶙峋的假山之中，许多障碍物的放置和路线的设计需要考虑在地形的制作之中，相比而言较为复杂。3.3.1 关卡地形一览3.3.2 场景集成完成地形创建后，将模型的贴图文件夹先导入unity，再从maya导出模型的fbx格式，确保模型的贴图不会丢失。导入模型后，将模型添加到场景中，并缩放拖动到合适位置，根据游戏设计摆放所有模型，完成场景集成。3.3.3 环境添加在场景的制作中，除了制作地形添加模型之外，还有很重要的一项提升场景契合度的工作，即环境的添加，包括天空盒、光效、水和音效。关卡一设计场景为傍晚时分的庭院内，添加黄昏的天空盒，并使用白色的点光照亮整个场景，亮橘色的线性光模拟夕阳照射，并添加光斑效果。水源则添加unity自带的nighttime water，模拟现实水面的反射效果。对摄像机添加audio source组件，搭配草叶吹拂虫声时起的背景音，烘托出整体凄冷静寂的氛围。关卡二、三同理，配合场景设计添加对应的环境。3.3.3.1 天空盒、水源添加3.3.3.2 光源、声音添加3.3.4 粒子系统完善为使游戏更为真实生动，我们需要使用粒子系统模拟现实中的某些现象，如雨雾、火焰、水滴等，通过控制粒子的大小、周期、范围等能制作出逼真绚烂的效果。如场景一中就使用了粒子系统制作喷泉、烟火及闪光特效等，场景二中则大量使用火焰粒子制作熊熊火焰。此类粒子特效不需要与主角进行交互或碰撞，可直接在场景中添加使用，不需加入代码控制，方便高效，且实现良好，在场景中使用较多。3.3.4.1 部分粒子效果展示3.3.4.2 粒子设置展示4 主角状态控制脚本4.1 运动控制脚本主角的运动主要通过键盘的方向键控制，通过Input.GetAxis(“Horizontal”)获取输入情况，并设置移动速度，以控制小球的运动情况，进行前后左右的基本移动。同时小球添加刚体属性，使用Rigidbody.AddForce使小球顺着运动方向滚动。关键代码实现如下：public class ballControl : MonoBehaviour public float moveSpeed = 150;/左右private Vector3 hMove;/前后private Vector3 vMovevoid Update () hMove = Input.GetAxis(Horizontal)*Vector3.right*Time.deltaTime*moveSpeed;vMove = Input.GetAxis(Vertical)*Vector3.forward*Time.deltaTime*moveSpeed;/小球总的运动方向Vector3 movement=hMove+vMove; rigidbody.AddForce(movement*20,ForceMode.Force);4.2 主角生命值判断在本游戏中，主角开始游戏时初始可获得三条生命值，当小球滚出限定道路或触碰不可触区域时，则触发死亡，生命值减一，小球回到初始位置继续游戏（当小球经过记录点时则回到记录点重生）。游戏途中有几率拾取生命球，拾取后生命值加一，同一轮游戏中某处生命球只出现一次。当生命值为0时，游戏结束。脚本中主要使用OnTriggerEnter触发碰撞来判断，在所预制的水平高度以下新建一个cube，取消勾选Mess Renderer，勾选Is Trigger,当触发对象tag为player时，弹出gameover菜单并播放对应音频。主角死亡判断重点代码如下：（仅实现掉落道路死亡判断，生命球部分暂未完成）private bool isOver ;void Start () isOver = false;void OnTriggerEnter(Collider waterDown ) /触发判断if(waterDown.gameObject.tag = waterDown)audio.PlayOneShot(downSound);if(waterDown.gameObject.tag = win)isOver = true;void OnGUI () if (isOver)var buttonWidth = 300; var buttonHeight = 150; var buttonX = (Screen.width - buttonWidth) / 2.0f; var buttonY = (Screen.height - buttonHeight) / 2.0f; GUI.Button(new Rect(buttonX,buttonY,buttonWidth,buttonHeight) ,You have reach the end! n Please press any key to quit);if(Input.anyKeyDown)Application.LoadLevel(environment); 4.3 运动状态脚本小球在通过某些特定区域时可能改变自身物理状态，如触发某机关则改变重力为负值，小球会不断上浮，此时按住特定键则可使小球下落。此效果可应用于某些关卡中中途无道路部分。5 道具系统5.1 障碍道具障碍道具的实现共分为三种，一种是直接利用小球的速度或重力进行碰撞、推动即可移动障碍，通过此处，如过桥时需要推动木板搭到两座有间隔的斜廊间，经过某道路时需要绕道撞击支架使对应路面落下等。第二种为路障，需要玩家寻找诀窍，伺机通过，如路中不断旋转的长三棱柱等。第三种则需要代码支持，小球在运动到某处时触发机关，使障碍物的状态改变，如球体推动小方块撞击某处，使跷跷板上翻转，小球等。5.2 生命球道具生命球随机散布在场景中，每个场景中约有1-3个不等。玩家拾取生命球后，生命球在场景中消失并伴有短时间粒子消散效果，屏幕上的生命值显示加一格。5.3 任务道具每个关卡中都会随机放置1-2个任务道具，闯过三个关卡并集齐道具，游戏闯关成功，将播放动画，解释故事主线剧情。与生命球相似，玩家拾取后场景中的道具消失，屏幕上显示的道具拼图对应位置添加，采用背包系统，玩家可查看具体道具情况。6 游戏事件的实现6.1 主角触发事件主角触发事件主要有两大类：系统触发和障碍触发。系统触发指系统相关的触发事件，如死亡事件、掉入水中，火中等触发的声音事件，到达未出现过的难度较大的障碍处时