虚拟现实技术及其实践教程,55025unity

黄静虚拟现实VirtualReality游戏引擎与Unity介绍

虚拟现实开发环境概述：游戏平台，游戏开发语言及环境，游戏引擎介绍重点：明确游戏设计的目标设备平台，学会选择合适的开发语言和工具，学会选择合适的图形处理函数库目的：了解游戏开发环境的相关知识

游戏平台电子游戏主机：任天堂NGC、世嘉DC，FC，次世代游戏主机：索尼PS/2、微软Xbox等通用计算机：专业主机、Mac、PC

手持设备：平板电脑

专用系统：GB、GBA等移动电话:IPhone、三星等

程序语言与开发环境：

程序语言IDE集成开发环境

C/C++TurboC、VC++、GNUC++BasicVBJavaJBuilder、VJ++、Eclipse

脚本语言

Flash&ActionscriptIE&Javascript3dsMaxscript图形图像处理

图形图像处理函数标准化的必要性有了标准化函数后，图形软件的开发者就不需要再去考虑底层的硬件问题，而只须调用合适的函数就可以了。硬件开发商也只需注重硬件“加速”方面的开发就可以了。OpenGL

OpenGL是输出到图形硬件的专业软件编程接口，只处理图形，跨平台问题，是主要的图形处理方式之一。DirectX

DirectX是微软的一整套API,全面处理2D、3D图形图像，声音的输入输出，各种外设的驱动及可靠的通信服务，使各种基于DirectX开发的游戏和软件具有最好的兼容性和适应性。由于DirectX专为Windows所做，图像处理在windows下效率高于OpenGL，但不能跨平台。常用应用软件

3D建模及动画：MAYA、3dsMax

绘图及纹理：Photoshop、DeepPaint3D

编辑合成：Shake、Combustion、DigitalFusion

文档处理：

Visio、Word

引擎编辑器：Unreal

游戏引擎什么是游戏引擎：

用于控制游戏功能的主程序，从渲染图形、计算碰撞、物理系统和物体的相对位置，到接受玩家的输入，以及按照正确的音量输出声音等都要用引擎完成。简言之：游戏引擎是对底层功能的简单封装。这个底层功能包括平台API（应用程序调用接口）、渲染API、音频API、流媒体API等。分层设计分层设计：把引擎开发分离出来比如做汽车的厂家,它并非必须自己做发动机,它可以买别人的发动机,然后组装车体,轮胎等,最后就做出了汽车.游戏引擎实现的功能：游戏要素如地形,天空,建筑,人物,物品,动画,声音,天气等.这些是三维游戏不能没有的.然后实现游戏要素脚本语言这另一部分程序员(称脚本程序员)所用的语言工具称为脚本语言,它实际上表达了脚本程序员怎样去用引擎.也就是说脚本程序员使用脚本语言这种工具来使用引擎.脚本程序员用脚本语言做出了游戏要素后,也就做出了三维游戏.至于游戏做的是否好玩,则主要取决于人的因素.游戏引擎结构3D渲染通过渲染引擎把模型、动画、光影、特效等所有效果实时计算出来并展示在屏幕上Unreal引擎的渲染效果游戏引擎结构模型与动画系统3D模型是构建3D游戏的砖瓦,玩家控制的游戏角色是模型，NPC是模型，武器是模型，建筑是模型，甚至整个游戏世界就是一种称为地形的模型一个人物的3D模型框图游戏引擎结构模型与动画系统模型动画系统：在模型的基础上直接进行变形骨骼动画系统：内置的骨骼带动物体产生运动引擎把这两种动画系统预先植入游戏，方便动画设计师为角色设计丰富的动作造型UT2004中的人物骨骼皮肤模型游戏引擎结构物理系统物理系统可以使游戏中的物体遵循正常的物理运动规律著名物理引擎ODE的演示例子游戏引擎结构物理系统物理引擎：独立于游戏引擎，专注与物理运算处理碰撞检测是游戏物理系统的核心部分，因为各种游戏逻辑的基础就是碰撞

3D物体碰撞探测游戏引擎结构脚本将具体的游戏内容和这些功能联系起来脚本被用来将引擎的不同部分连起来，为具体游戏情节的进行提供功能，并且实现游戏规则如：游戏计分、玩家行为、操作控制的响应，以及GUI界面控制

暗黑破坏神出现.script事件：{

触发条件:

主角.位置==“暗黑神殿”&&所有其他怪物==“Dead”;

屏幕.剧烈抖动();

播放音乐("Diablo.mp3");

屏幕.逐渐停止();}从游戏软件分离出游戏引擎工程分解,减少复杂度和藕合度引擎代码可以复用引擎代码也有成为商品的机会提高了引擎使用者的开发效率相对地降低了游戏开发风险软件工程角度市场角度游戏制作者角度游戏引擎发展史Wolfenstein《德军司令部》游戏代表作品所使用的引擎DOOM《毁灭战士》Build《毁灭公爵》quake《雷神之锤》unreal《北欧神符》3d游戏开山之作出现于92年93年有公司成功使用之后，这些引擎都被成功地使用过，并产生了许多有名的游戏3D游戏引擎的演化3D引擎的诞生1992年，IDSoftware公司发布了一款只有2M多的小游戏——《德军司令部3D》（Wolfenstein3D）3D游戏引擎的演化3D引擎的诞生引擎诞生初期的重要一步同样是出自idSoftware公司，它推出的第二款惊世大作，一款非常成功的第一人称射击游戏——《毁灭战士》（Doom）Doom引擎在技术上大大超越了Wolfenstein3D引擎，《德军司令部》中的所有物体大小都是固定的，所有路径之间的角度都是直角，也就是说你只能笔直地前进或后退,DOOM的墙壁的厚度可以为任意，并且路径之间的角度也可以为任意，使得楼梯、升降平台、塔楼和户外等各种场景成为可能。3D游戏引擎的演化3D引擎的诞生Doom引擎是第一个被用于授权的引擎1993年底，Raven公司采用改进后的Doom引擎开发了一款名为《投影者》（ShadowCaster）的游戏，这是游戏史上第一例成功的嫁接手术3D游戏引擎的演化3D引擎的诞生1995年Raven公司采用Doom引擎开发《毁灭巫师》（Hexen）加入了新的音效技术、脚本技术以及一种类似集线器的关卡设计，使你可以在不同关卡之间自由移动Raven公司与idSoftware公司之间的一系列合作充分说明了引擎的授权无论对于使用者还是开发者来说都是大有裨益的，只有把自己的引擎交给更多的人去使用才能使引擎不断地成熟起来。3D游戏引擎的演化3D引擎的转变肯•西尔弗曼于1994年为3DRealms公司开发的Build引擎所对应的游戏则是为玩家所家喻户晓的《毁灭公爵》（DukeNukem3D）《毁灭公爵》已经具备了今天第一人称射击游戏的所有标准内容，如跳跃、360°环视以及下蹲和游泳等特性Build引擎的授权业务大约为3DRealms公司带来了一百多万美元的额外收入3D游戏引擎的演化3D引擎的转变但Build引擎并没有为3D引擎的发展带来任何质的变化，突破的任务最终由idSoftware公司的《雷神之锤》（Quake）完成了Quake引擎是当时第一款完全支持多边形模型、动画和粒子特效的真正意义上的3D引擎，而不是Doom、Build那样的2.5D引擎。此外Quake引擎还是连线游戏的始作俑者QuakeII引擎的授权模式大致如下：基本许可费从40万美元到100万美元不等《雷神之锤2》通过引擎授权所获得的收入至少有一千万美元此时的引擎已经从一种单纯的工具变成了一块令人垂涎欲滴的肥肉3D游戏引擎的演化3D引擎的转变正当QuakeII独霸整个引擎市场的时候，EpicMegagames公司（即现在的Epic游戏公司）的《虚幻》（Unreal）问世了Unreal引擎可能是使用最广的一款引擎，在推出后的两年之内就有18款游戏与Epic公司签订了许可协议第三人称动作游戏《北欧神符》（Rune）、角色扮演游戏《杀出重围》（DeusEx）以及永不上市的第一人称射击游戏《永远的毁灭公爵》（DukeNukemForever）Unreal2引擎的渲染效果虚幻前两代让EPICGAMES从一个无名小卒发展成为业界领军，但是在EPICGAMES开发的多款虚幻引擎中，最为大红大紫的无疑还是虚幻3，从2004年发布起，基于这款游戏引擎诞生了大量经典游戏大作，历经改进，时至今日依然宝刀未老，说它影响了整个FPS游戏的风格亦不为过，在世界游戏引擎发展史上留下了浓墨重彩一笔。

虚幻3引擎提供的智能化的程序模块和面向对象的开发构架让创建，测试，和完成各种类型的游戏制作变得更为简单高效。不得不提，虚幻3给人留下最深印象最深的就是其极端细腻的人物和物品模型，毫不夸张的是游戏史上的一个里程碑。虚幻引擎核心由C++编写，支持的平台包括Windows、Linux、MacOSX、Dreamcast、Xbox、Xbox360、PS2、PS3等。其多平台的适用性也帮助它奠定了游戏引擎中老大哥的位置。使用Unreal3引擎制作的虚幻竞技场3使用Unreal引擎制作的质量效应3D游戏引擎的演化3D引擎的转变Unreal引擎的应用范围不限于游戏制作，还涵盖了教育、建筑等其它领域使用Unreal引擎制作的巴黎圣母院的虚拟演示新时代引擎孤岛引擎CryEngine1,2,3孤岛危机系列，孤岛惊魂系列寒霜引擎1,2,3战地系列，极品飞车16虚幻引擎太多了（主流作品很多都是）起源引擎Source半条命系列，CSsourceUnity1,2,3,4,5太多了（网游很多都是，ios，安卓上面也很多）Unity简介Unity是由UnityTechnologies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。Unity类似于Director,Blendergameengine,Virtools或TorqueGameBuilder等利用交互的图型化开发环境为首要方式的软件其编辑器运行在Windows和MacOSX下，可发布游戏至Windows、Mac、Wii、iPhone、Windowsphone8和Android平台。也可以利用Unitywebplayer插件发布网页游戏手机游戏，支持Mac和Windows的网页浏览。它的网页播放器也被Macwidgets所支持特色综合编辑地形图形动力联网资源导入物理特效一键部署音频和视频Wii的发布Unity资源服务器iPhone发布光影着色器文档版本介绍Windows版本：unity3d5Mac版本：unity3d大陆发布版本Unity3DPRO虚拟现实、跨平台应用程序开发引擎（商业版）UnityiOSPro移动终端发布平台Unity3DPRO虚拟现实、跨平台应用程序开发引擎（教育版）Unity免费学习版官方为UnityPro和UnityiOSPro提供30天全功能试用版Unity游戏网页游戏手机游戏单机游戏如何学习以案例为基础，逐步深入大赛游戏开发者大会Unity亚洲开发者大会全国3D动力大赛广东省大学生数字图像图形大赛培训和认证UnityCertifiedUser应用能力认证考试时间：1小时（50题）

适合多媒体专业，3D专业，游戏专业，美术专业的学生及Unity初学者。证明您已经拥有Unity引擎的基础知识。UnityCertifiedProfessional专业能力认证考试时间：1小时（50题）

熟悉C#或JavaScript的开发者，证明您已经拥有Unity引擎的专业知识，能够依照业界的开发需求来制作专案。团队：RevolutionTeam指导教师：黄秋颖黄静

学生成员：张志稳，邱泽宇，何树浩，肖骏雄参赛方向：数字表现（新媒体艺术）设计大赛竞赛项目：游戏设计主要软件：MAYA3dsmaxUnity3DPhotoShop作品展示作品展示作品展示作品展示总体设计理念：卡通吸引玩家，画面生动活泼草绘图总体建模思路协同建模游戏设计理念：《飞车联盟》是一款3D卡通赛车游戏，游戏画面卡通精美，以暖色调白，黄，红等鲜艳颜色为主，吸引儿童。游戏内容丰富有趣，除了传统竞技比赛，我们还在比赛中设定了各式各样的道具，每个道具都有不同的功能，玩家需要在比赛中获取它们并且使用他们，比如加速道具可以使自身速度增快，飞弹攻击可以击飞敌人，防护盾可以化解对手的进攻等等，当然游戏的最终目的是赢得比赛第一名。丰富的游戏内容有四辆不同风格的赛车和角色供玩家选择。Unity视图层次视图（Hierarchy）场景视图（SceneView）游戏视图(GameView)项目视图(ProjectView)检视面板(Inspector)Hierarchy面板层级(Hierarchy)面板包括所有在当前游戏场景的GameObject。层次视图及其子物体关系Scene场景视图Scene场景视图是你的交互式沙盒。你将使用场景视图来选择和定位环境、玩家、相机、敌人以及其他游戏对象。在场景视图操作对象在Unity是最重要的功能之一，所以，重要的是能够迅速的操作它们。为此，Unity提供按键最常用的操作。Game游戏视图Game游戏视图是从你游戏的相机渲染的。它表示最终的，发布的游戏。你必须使用一个或多个相机来控制，当玩家来玩游戏他们实际看到的什么。Project视图面板项目浏览器视图

ProjectBrowserProject视图面板显示了这个Project文件夹及其所包含的Assets文件夹。可以访问和管理项目。AssetsAssets文件夹包含你所创建或是导入并包含在这个游戏中的任何东西，包括网格（mesh）、贴图、脚本、摄像机、关卡等。Project视图面板显示了这个Project文件夹及其所包含的Assets文件夹。Searching搜索这个浏览器有一个功能强大的搜索工具，对于大而不熟悉的项目尤其有用。基本的搜索是在搜索框输入文本，将会过滤资源。Inspector检视面板检视面板显示当前选定的游戏对象包括所有附加组件及其属性的详细信息。在这里，您可以修改在场景中游戏物体的功能。Transform组件坐标轴表示Gizmo在场景视图的右上角是场景Gizmo。这个显示场景相机的当前方向，并允许你快速修改视图角度。gizmo的每个有色的臂表示一个几何轴。你能点击任意臂设置场景相机到该轴正交视图，你能点击gizmo下的文字来切换透视图和等距视图。在等距视图模式，你也可以点击右键拖拽或点Alt键加鼠标左键点击来拖拽摇移视图。工具栏变换Gizmo切换--第一个按钮是切换轴心点，第二个按钮是切换全局和局部坐标。播放/暂停/逐帧按钮使用工具栏的这些按钮来控制编辑器播放模式，看你发布的游戏怎样播放。而在播放模式下，任何改变是临时的并在退出播放模式时会重置。在播放模式编辑器界面会变暗。视角平拖平移旋转缩放变换工具菜单文件File编辑Edit资源Assets游戏对象GameObjects组件Components窗口Window帮助Help菜单File--文件菜单

包括场景项目的新建保存另存游戏的发布项目退出Edit—编辑、

目标物体的剪切拷贝项目的运行暂停删除。项目属性设置、

渲染设置,联机模拟设置，图像渲染设置。

Asset—资源

资源创建、资源文件管理导入导出。GameObject-游戏物体游戏对象的创建，管理。Component—属性组件

编辑器。面，特效，物理引擎，渲染。游戏元素地形Terrian天空盒Skybox光源Light角色控制器CharacterController相机Camera几何物体GameObject模型Model地形Terrian导入地形资源GameObject-3D-Terrian7个按钮高度工具,特定高度工具,平滑工具,贴图工具画树工具,细节工具,其他设置Brush刷子形状参数名称说明TerrainWidth地形宽TerrainHeight地形高度TerrainLength地形长度HeightMapResolution高度图分辨率DetailResolution细节分辨率，控制草地和细节模型的地图分辨率，考虑性能(节省描绘调用)这个值越低越好。ControlTextureResolution控制纹理分辨率，用于绘制到地形上混合不同纹理的溅斑贴图的分辨率。BaseTextureResolution基础纹理分辨率，在一定的距离用于代替溅斑贴图的复合纹理的分辨率。根据项目需求调节参数。天空盒skyboxEditRenderingsetting天空盒效果光源点光源（PointLight）平行光源(DirectionalLight）聚光源（SpotLight）面积光源（AreaLight）平行光directionallight光源效果角色控制器

CharacterController

第一人称角色(FirstPersonController)第三人称角色(ThirdPersonController)第一人称角色FirstPersonController第三人称角色ThirdPersonController相机相机（Camera）是向玩家捕获和显示世界的设备，Unity场景中一般自带一个主相机MainCamera。参数名称说明ClearFlags清除标记；决定屏幕中哪部分被清除。一般用于多台摄像机来描绘不同对象的情况，有一下三种模式。Skybox天空盒(默认项)。在屏幕空白处显示当前摄像机的天空盒，如果没有指定天空盒，则会显示默认背景色。SolidColor如果没有设置天空盒，将默认显示此处设置的背景色。Depthonly仅深度，该模式用于对象不被裁剪。Don'tClear不清除，该模式不清楚任何颜色和或深度缓存，但这样做每帧渲染的结果都会叠加在下一帧之上。一般与自定义的Shader(着色器)配合使用。CullingMask剔除遮罩，根据对象所指定的层来控制渲染的对象。Projection投影方式，分为透视和正交。Fieldofview视野范围(透视模式的参数)ClippingPlanes剪裁平面，摄像机的渲染范围。Near为最近的点，Far为最远的点。NormalizedViewPortRect标准视图矩形，用四个数值来控制摄像机