《游戏引擎应用与开发》教学大纲

《游戏引擎应用与开发》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：08150841课程性质：专业选修课程学分：4学分达到如下目标学时：64学时（理论48学时，实验16学时）先修课程：UI界面设计后续课程：游戏程序设计、增强现实技术与应用适用专业：数字媒体技术专业开课单位：计算机科学与技术学院一、课程说明本课程是数字媒体技术专业的一门选修课程。课程旨在教授学生熟练应用Unity3D引擎解决实际游戏开发问题的能力和创造有价值的游戏产品。本课程是一门设计与技术、理论与实践紧密结合的课程，同时也是一门紧密结合应用，紧密结合潮流技术发展的专业课程。课程将重点培养学生在Unity3D脚本开发、游戏引擎框架设计、多人游戏开发、平面游戏创作以及游戏设计与开发等方面的核心特色，为在数字媒体领域的发展奠定坚实基础。二、课程目标通过本课程的学习，将使学生达到如下目标:课程目标1：将使学生在游戏引擎应用与开发领域获得深刻的认识，掌握Unity3D引擎的配置、编辑器功能，以及预制体的应用。学生将通过实践了解不同商业应用场景下的技术实现，为将来的游戏创作和开发提供实用技能。课程目标2：本课程旨在培养学生运用游戏引擎技术的职业素养。学生将掌握游戏开发的关键技术，如脚本开发、UI系统以及Socket编程，并了解执业道德规范与法律法规。在媒体与娱乐、工业设计等领域，学生将能够运用技术并遵守规范，为数字媒体行业发展做出积极贡献。课程目标3：课程通过对游戏引擎设计和实现的相关技术原理和常见应用的介绍，以及游戏开发案例和实例操作帮助学生构建完整的游戏引擎应用知识体系。通过研习体现社会主义核心价值观的特效作品，培养学生在创作中融入社会主义核心价值观，提升文化自信，并在创作实践中培养自主学习和终身学习的意识。三、课程目标与毕业要求《游戏引擎应用与开发》课程教学目标对数字媒体技术专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度3.设计/开发解决方案3.3能够在数字媒体及其相关领域的系统设计、开发、测试等环节中体现创新意识和创业精神，并能综合考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境因素的影响。课程目标2：本课程旨在培养学生运用游戏引擎技术的职业素养。学生将掌握游戏开发的关键技术，如脚本开发、UI系统以及Socket编程，并了解执业道德规范与法律法规。在媒体与娱乐、工业设计等领域，学生将能够运用技术并遵守规范，为数字媒体行业发展做出积极贡献。H5.使用现代工具5.2能够开发、选择与使用现代工程工具和信息技术工具对复杂数字媒体技术工程问题进行辅助设计、预测和模拟，并理解其局限性。课程目标1：将使学生在游戏引擎应用与开发领域获得深刻的认识，掌握Unity3D引擎的配置、编辑器功能，以及预制体的应用。学生将通过实践了解不同商业应用场景下的技术实现，为将来的游戏创作和开发提供实用技能。H8.职业规范8.2具有健康的体魄，良好的心理素质和劳动观念，具备履行社会责任的基础，具有思辨能力和科学精神，能够理解诚实公正、诚信守则的工程职业道德和规范。课程目标3：课程通过对游戏引擎设计和实现的相关技术原理和常见应用的介绍，以及游戏开发案例和实例操作帮助学生构建完整的游戏引擎应用知识体系。通过增强学生的科学精神，和研习体现社会主义核心价值观的特效作品，培养学生在创作中融入社会主义核心价值观，提升文化自信，并在创作实践中培养自主学习和终身学习的意识。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标1.认识Unity3D引擎1.1Unity简介1.2Unity3D发展史1.3Unity3D应用领域介绍1.4Unity3D的配置与运行1.5第一个Unity3D程序教学要求：使学生掌握Unity3D引擎技术的产生与发展；了解Unity3D技术的发展方向；了解Unity3D引擎的应用领域，鼓励学生在学习中勤于思考、努力创新，并在创作实践中培养自主学习和终身学习的意识。重点：了解Unity3D引擎的定义、特点，Unity3D的发展历程以及今后的发展方向。难点：Unity3D的配置与运行。21、22.Unity3D编辑器2.1窗口布局2.2菜单栏2.3工具栏2.4常用工作视图教学要求：使学生掌握Unity3D编辑器工具，使学生熟悉Unity3D编辑器的窗口布局，能够辨认并理解各个面板的作用与功能，了解不同菜单项的用途，掌握常用工具的功能，理解各视图的作用与适用场景。重点：掌握Unity3D编辑器常用工作视图应用。难点：掌握Unity3D编辑器常用工作视图应用221、23.使用Unity3D创建基本场景3.1创建2D场景3.2创建3D场景3.3创建3D地形教学要求：了解在Unity3D中如何创建2D场景，熟悉2D元素的导入、排列和操作。让学生能够熟练地使用Unity3D创建与编辑2D游戏场景，掌握创建3D场景的基本步骤，了解摄像机的设置与调整，掌握高度图的应用与地形编辑工具。重点：掌握创建3D场景的基本步骤，了解摄像机的设置与调整，掌握高度图的应用与地形编辑工具。难点：掌握地形编辑工具的应用。622、34.Unity3D组件和预制体4.1游戏对象与组件4.2Unity3D组件介绍4.3Unity3D预制体介绍教学要求：了解游戏对象与组件的关系，掌握在Unity3D中如何创建与管理游戏对象与组件，了解组件的功能与应用场景，了解Unity3D预制体的概念与优势，掌握预制体的创建与使用方法。重点：了解游戏对象与组件的关系，掌握在Unity3D中如何创建与管理游戏对象与组件，了解组件的功能与应用场景。难点：了解Unity3D预制体的概念与优势，掌握预制体的创建与使用方法。621、25.Unity3D常见功能系统5.1Unity3D灯光系统5.2Unity3D遮挡剔除系统5.3Unity3D导航系统5.4Unity3D动画系统教学要求：使学生了解Unity3D中的灯光系统，掌握灯光的种类、属性以及在场景中的应用，理解Unity3D遮挡剔除系统的原理与方法，掌握提高渲染性能的技巧，了解Unity3D导航系统的基本概念与应用，掌握Unity3D中的动画系统重点：了解Unity3D中的灯光系统，掌握灯光的种类、属性以及在场景中的应用。难点：了解Unity3D中的灯光系统，掌握灯光的种类、属性以及在场景中的应用。821、2、36.Unity3D数据操作6.1JSON数据解析6.2XML数据解析6.3Unity3D数据库操作教学要求：了解JSON数据格式，掌握在Unity3D中如何解析和处理JSON数据，理解XML数据结构，了解在Unity3D解析和处理XML数据方法，掌握Unity3D中数据库操作的基本原理，掌握连接、查询和更新数据库的方法。重点：掌握JSON、XML数据解析。难点：掌握Unity3D数据库操作421、27.Unity3DUI系统7.1UGUI7.2GUI教学要求：掌握了解Unity3D中的UGUI系统，掌握UI元素的创建、布局和交互，包括按钮、文本、图像等。帮助学生熟悉UGUI的基本操作和属性设置，掌握GUI的工作方式。重点：掌握UGUI系统元素创建与布局。难点：了解Unity3D中的UGUI系统，掌握UI元素的创建、布局和交互，包括按钮、文本、图像等61、28.Unity3DSocket编程8.1Socket原理与实现8.2Unity3D实现Socket通信应用教学要求：掌握Socket通信的基本原理，包括客户端与服务器之间的数据传输过程。TCP协议与UDP协议特点与应用场景。重点：掌握UGUI系统元素创建与布局。难点：了解Unity3D中的UGUI系统，掌握UI元素的创建、布局和交互，包括按钮、文本、图像等421、29.Unity3DAssetBundle与常用插件介绍9.1AssetBundle工作流程9.2AssetBundle操作9.3AssetBundle打包工具9.4DOTween插件9.5Explore插件教学要求：了解AssetBundle在Unity3D中的工作原理和作用，掌握AssetBundle的打包、加载和卸载流程，理解资源管理的优化方式，以及了解常见插件的基本功能与用途重点：掌握AssetBundle的打包、加载和卸载流程，理解资源管理的优化方式。难点：掌握资源管理的优化方式与方法422、310.Unity3D框架应用10.1GameFramework框架10.2QFramework框架教学要求：掌握GameFramework框架的基本结构和功能模块，熟悉GameFramework框架的使用流程，掌握QFramework在游戏开发中的应用方法，实现高度的解耦和灵活性work框架的特点和设计理念，重点：掌握GameFramework等框架的原理、应用方法、应用场景。难点：GameFramework等框架的原理、应用方法、应用场景622、3合计48162.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.2D游戏设计实验内容：要求学习者能够按照Unity3D引擎按照实验需求完成2D游戏场景搭建、游戏角色物理特征与游戏逻辑。81、3实验要求：重点注意在实现过程中的游戏逻辑的视线与游戏角色的场景设计。2.3D游戏设计实验内容：要求学习者能够按照Unity3D引擎按照实验需求完成3D游戏场景搭建、游戏角色物理特征与游戏逻辑、障碍物生成、动画设计等内容81、2、3实验要求：重点注意在实现过程中的游戏逻辑的视线与游戏角色的场景设计。合计16五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享、实验等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。学生比较全面地理解Unity3D引擎技术，促进学生积极思考，开发学生的潜能，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；以“少而精”为原则，精选教学内容，精讲多练；安排习题课，巩固课堂所学知识。六、课程资源1.推荐教材：（1）罗培羽.Unity3D网络游戏实战[M].北京:机械工业出版社.2018.12.2.参考书：（1）宣雨松.Unity3D游戏开发（第2版）[M].北京:人民邮电出版社.2018.（2）罗培羽.Unity3D网络游戏实战[M].北京:机械工业出版社.2018.（3）吴亚峰，于复兴，索依娜.Unity3D游戏开发标准教程[M].北京:人民邮电出版社.2016.3.期刊：（1）徐志刚胡常英.基于Unity3D的虚拟汽车试验场漫游系统[J].计算机技术与发展,2019,29(5):112-115（2）李东阳,程晓荣.一种基于unity3D的增强现实方案[J].中国科技信息,2018.（3）曾瀚磊,张妍,尹萍,等.基于Unity3D的年兽传说游戏设计[J].2021.（4）张文启.游戏引擎在游戏开发中的应用分析[J].数码世界,2020.（5）刘贤梅,刘俊,贾迪.Unity引擎下多人在线网络游戏的设计与开发[J].计算机系统应用,2020,29(5):7.4.网络资源：（1）Unity开发文档/（2）Unity中文课堂/七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过过程性考核课学习态度10（1）主要考核学生学习纪律和答疑情况。（2）教师根据课堂整体表现情况评分。√√√442实实验报告20（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√884作作业评价20（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业评价成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√884期末考核50（1）采用原创作品大作业的方式。（2）将大作业的成绩作为期末考核成绩。√√√202010合计：100分404020八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以学习态度、实验报告、作业评价、期末考核等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末大作业成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末大作业成绩为100分（权重50%）；学习态度、实验报告、作业评价等过程性考核成绩为100分（权重50%）；过程性考核和期末考核分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60学习态度20学习认真、态度端正，遵守纪律,表现优秀。学习认真、态度端正，遵守纪律,表现良好。遵守纪律，学习态度良好，表现中等。遵守纪律，学习态度一般，表现一般。学习纪律较差，表现较差。实验40实验预习认真，能够熟练掌握方法与步骤，实验操作过程熟练、规范，遵规守纪、团结协作，实验结