虚拟现实技术与应用（第2版）课件 第六章 地图系统-射击游戏

虚拟现实技术与应用第六章地图系统—射击游戏Metaverse01预制体制作资源导入与导出项目编译游戏资源制作02……地形引擎03SUPPORTINGTEXTHERE04SUPPORTINGTEXTHERE绘制地形添加植被绘制细节地形参数设置自动寻路音效音效组件介绍音效参数详解使用音效组件粒子系统添加粒子系统粒子系统的应用05射击游戏开发.射击游戏场景设计第一人称设置预设子弹且连续发射添加音效添加爆炸特效目标对象销毁第六章地图系统—射击游戏目录CONTENTS游戏资源制作

该案例选用Unity2019.3.5版本，一个游戏需要多种类型的资源，包括模型、动画、音效、视频、特效等，基于游戏前期的需求设计，使用脚本，围绕游戏主题和关卡将这些资源整合，最终成为用户眼前看到的交互式程序

游戏场景中，经常会多次使用同一个对象，比如待射击的对象、路障，这些对象有相同的外表、属性等，如果每个对象都逐一新建，会加大开发的时间成本，Unity提供的预制体功能给了我们解决这个问题的办法。重复使用的对象可以以预制体的方式存在于资源库中，这样当需要使用同类对象时，可以直接将预制体拖入场景中，大大节约了开发的时间成本。1.预制体的新建和修改打开第四章项目中的Scene1，该场景中有很多相同的对象，比如装饰柱、装饰球、花盆等，之前制作的方法是先同类型对象中的一个，再对其进行复制，现在我们可以用预制体的方式完成同类型物品的制作。1）新建预制体在Assects下新建一个Prefabs文件夹，左键选中loceker1拖至Prefabs文件夹，在Prefab文件夹中新生成一个可以看到缩略图的对象，这个就是预制体。同时可以看到层次面板中的Locker1由原来的灰色变成了蓝色，而其他非预制体的对象仍然是灰色，这就是预制体对象和非预制体对象的区别之一。2）预制体的使用当前场景中有四个装饰柱，现在可以通过拖拽更多预制体进场景的方式在场景中添加更多的预制体。效果如图所示。游戏资源制作

3）预制体的修改预制体除了方便我们快速生成同类型对象外，还有一个最便捷之处是当我们要修改物体时，可以直接对预制体进行修改，修改应用后可以直接显示在同类型所有对象上，这样就不需要一个个手动修改对象，大大提高了修改速度。例如我们现在需要修改装饰柱上自发光的颜色，可以在预制体文件夹找到选择预制体Locker1，点击右侧的OpenPrefab，这时看到层次面板已经不在场景的级别，而是进入到了Locker1的级别，选择ball1，在右侧材质的设置中修改自发光的颜色从蓝色变成红色，修改完成后，可以看到场景中四个装饰柱的球颜色都从蓝色变成了红色，如图所示。资源导入与导出

游戏开发需要大量的资源，Unity就是使用这些资源布置场景，通过代码进行交互，完成一个项目的设计与开发。所需资源包括静态的图片、纹理贴图、3D模型和动画等。资源一般通过自己构建后从外部导入或者直接从官方商城下载。1.资源导入外部资源导入有三种方法，第一种是直接将资源复制到根文件夹下；第二种是通过ImportPackage；第三种是通过官方资源商城导入。现在我们以StandardAssets（官方系统资源）为例，通过三种方式分别阐述资源包的导入方法。1）直接复制在Assects面板空白处右击，在弹出的窗口中选择“ShowinExplorer”，同时选择已经下载好的StandardAssets，直接复制到项目Assets的根文件下，如图所示。资源导入与导出

2）通过ImportPackage导入找到菜单栏上Assets下的ImportPackage，在弹出的对话框中选择StandardAssets.unitypackage，点击打开进行导入，导入完成后可以在Assets面板中看到导入的资源，资源导入与导出

3）官方商城下载Unity给我们提供了官方商城，和手机上的商城一样，在Unity的官方商城可以下载需要的资源，有免费资源和收费资源两种，用户可以根据自己的需求以及Unity的版本下载所需资源。首先，在菜单栏Windows下找到AssetStore，在Scene窗口的右侧会生成一个AssetStore窗口，官方商城是全英文显示，右上角有收藏、购物车等功能，用户可以在搜索栏搜索自己想要查找的资源关键字。Unity官方有个丰富的资源包叫“StandardAssets”，这个包也是本章后面制作地形时，多次用到的资源素材。（StandardAssets在2018后未更新，因此在2018以后的Unity版本中使用该资源包，某些地方需要做重新修改脚本）在搜索栏中输入“StandardAssets”，可以看到有很多相关的资源，右侧还有资源包相关的价格、版本等，用户可以根据自己的需求设定资源的条件，如图6.7所示。选中资源包后，可以进行资源包的介绍界面，我们可以看到资源包的支持的版本号、文件大小等相关信息，在资源包的右侧有一个Import按钮，点击该按钮可以导入资源包。资源导入与导出

2.资源导出当要把已完成的场景连同资源导出并可以用Unity软件打开这些场景资源时，可以选择资源导出的方法。和资源导入相似，选择菜单【Assets】-【ExportPackage】，在弹出的对话框中，勾选要导出的资源，点击【Export】，设定导出的文件夹即可，如图所示导出的资源后缀名是.unitypackage，图标和Unity官方图标一样。这种资源包可以再次通过Unity的【ImportPackage】导入，导入完成后可以继续开发制作场景。项目编译

如果我们需要生成一个用户可以直接点击使用的版本，就要对项目进行编译，有时还会需要资源导出，下面分别就这两点进行说明。1.项目的导出项目编译是生成一个用户可以直接使用的版本，用户无法用Unity打开项目，只能双击应用程序的图标打开，Unity支持多平台发布，几乎包含了所有的平台，目前主流Android，OS平台，Android平台可以直接使用Unity自行打包，但iOS平台需要借助Mac电脑进行打包。编译的一般步骤如下：第一步，一个项目中一般包括多个场景，一定要先打开准备编译的场景。第二步，点击菜单【File】-【BulidSettings】，点击【AddOpenScenes】，添加要编译的场景。第三步，选择编译的平台，在右侧设置平台的相关参数。第四步，点击左下角的【ProjectSeeting】设置项目的一些基本信息，包括Audio音频、InputManger输入输出的方式、运行设置等。例如可以选择【ProjectSeeting】-【Player】设置公司名称、版本号、项目图标等。项目编译

第五步，回到编译窗口，点击【Bulid】后，选择编译文件保存的路径，完成编译。也可以选择【BulidAndRun】，该功能是编译完成后立刻运行运用程序，和【Bulid】有些许差别。编译后的文件会根据不同平台显示不同的文件信息，比如Windows平台下的就会生成图左所示的信息，WebGL平台下就会生成图右所示的信息。需要注意的是，当我们发给用户时，一定要连同整个编译文件一并发给用户，不能只发.exe文件或.html文件。01预制体制作资源导入与导出项目编译游戏资源制作02……地形引擎03SUPPORTINGTEXTHERE04SUPPORTINGTEXTHERE绘制地形添加植被绘制细节地形参数设置自动寻路音效音效组件介绍音效参数详解使用音效组件粒子系统添加粒子系统粒子系统的应用05射击游戏开发.射击游戏场景设计第一人称设置预设子弹且连续发射添加音效添加爆炸特效目标对象销毁第六章地图系统—射击游戏目录CONTENTS地形引擎

Unity3D自带地形引擎，可以轻松绘制游戏地形。通过地形引擎可以绘制地形的地貌、添加植被等，为做出一款精彩的游戏做好准备。Unity3D自带地形引擎，可以轻松绘制游戏地形。通过地形引擎可以绘制地形的地貌、添加植被等，为做出一款精彩的游戏做好准备。组件的五个功能从左到右依次是CreatNeighborTerrains、PaintTerrain笔刷工具、PaintTrees树木描绘工具、PaintDetails细节描绘工具、TerrainSettings地形设置工具等，如图6.15所示。1.CreatNeighborTerrain：创新建地形工具。在当前已创建的地形旁边创建新的地形。2.PaintTerrain：笔刷工具，是地形创建中最重要的工具之一。该工具包含RiaseorLowerTerraing升降地形、PaintHoles画洞工具、PaintTexture画纹理、SetHeight设置地面高度、SmoothHeight设置平滑、StampTerrain固定高度地形引擎

【SetHeight】：在开发时，为了能够刷出山谷和山峰，通常要先把地形抬高，也就是选择SetHeight，设定Height的高度，点击右下角“Flatten”后完成高度的设置，如图6.16所示。这时，地形高于地平面50，高度差值就是之后可以设置的山谷深度。【RiaseorLowerTerraing】：升降地形画地形时，先设置笔刷大小，点击左键可画出山峰，按住shift键，同时点击鼠标左键可以降低山峰的高度直至地平面。地形引擎

【PaintHoles】：坑洞绘制。可以在地形上遮罩出一些区域，还可以通过代码控制这些遮罩。一般要结合ProBuilder和Polybrush等Unity的内置工具，才能快速创类似山洞、巢穴、湖泽等地貌。【PaintTexture】：当地貌的外观完成后，可以进行纹理的设置。纹理设置之前，可以先将选用的材质导入，导入方法可以直接复制在项目的根文件夹下，也可以通过导入包的方式导入。这里可以使用之前StandardAssets标准资源包中的素材。选择“PaintTexture”，点击EditTerrainLayers，在弹出的对话框中选择“CreateLayer”，选择对应素材，Unity默认添加的第一个地形图层将用来配置填充地形纹理。可以通过调整Texture对应的属性值，调整贴图的效果。地形引擎

Unity也支持创建多个地形图层，并通过下方的Brushes工具，调整笔刷大小后，选择指定的材质，单击并在地形上拖动光标来创建平铺纹理的区域。【SmoothHeight】：平滑地形，使地形的尖锐部分变得平滑。平滑后的效果对比如下图所示。【StampTerrain】：地形图章。在当前高度贴图之上标记画笔形状。添加植被

在给场景添加植被前，确保Assets中已有相关的植被模型，之前我们已经导入了StandardAssets，其中有植被素材。如果以后新建的项目没有该素材，可以通过导入外部包的方式导入到项目中。导入方法一：选择【Assets】—【ImportPackage】-【-CustomPackage】，将外部素材导入；方法二，在右侧Assets资源面板的空白处单击，点击【ShowinExplorer】，找到素材存储的根目录，直接将素材复制在该目录下。设置笔刷大小，右下方选择EditTrees，在弹出的窗口中选择AddTrees，选择合适的树木预制体，点击ADD后，回到场景中进行添加。在Settings设置中可以对笔刷大小、树的密度、树的高度等值进行设置，设置完成后，回到场景中，会看到鼠标经过的地方有一片圆形阴影，点击鼠标左键，即可完成树木的绘制。添加植被

完成绘制后，如需改变树木模型或者新增其他的树木模型，可以点击EditTrees的AddTree、EditTree和RemoveTree进行添加和修改、删除。选择AddTree，可以增加一些3D小花，美化场景，效果如图6.29所示。同样是上图，在视角放大以后，看不到刚刚刷的树木，这是unity为了优化性能而采取的手段，超过一定距离后植被就不显示或降低显示细节。可以在Terrain下设置有关参数。绘制细节

如果想给场景中添加一些草地或者花草，选择PaintDetails，和之前刷树木一样，需要先导入花草的模型，设置笔刷大小后，进行细节的描绘。但是和刷树木不同的是，树木全部3D对象，而草是2D的纹理贴图。地形参数设置TerrainSetting中是关于地形的基础设置，包括地形的分辨率、树木放置、风力、灯光烘焙的基础参数等。1.地形参数的修改新建一个地形，默认地形的分辨率为1000*1000，该参数可以在MeshResolution中进行修改。2.高度图的设置在Unity3D中编辑地形有两种方法：一种是通过地形编辑器编辑地形，另一种是通过导入一幅预先渲染好的灰度图来快速地为地形建模。地形上每个点的高度被表示为一个矩阵中的一列值。这个矩阵可以用一个被称为高度图（heightmap）的灰度图来表示。灰度图是一种使用二维图形来表示三维的高度变化的图片。近黑色的、较暗的颜色表示较低的点，接近白色的、较亮的颜色表示较高的点。通常可以用Photoshop或其他三维软件导出灰度图，灰度图的格式为RAW格式，Unity3D可以支持16位的灰度图。Unity提供了为地形导入、导出高度图的选项。单击Settingstool按钮，找到标记为ImportRAW和ExportRAW的按钮。这两个按钮允许从标准RAW格式中读出或者写入高度图，并且兼容大部分图片和地表编辑器。地形参数设置3.树木以及细节设置

Draw：是否绘制地形细节。如果取消这个选项，地形细节将全部都不显示，花草树木什么的都看不见啦。

DetailDistance：细节距离。当地形细节物体离镜头超过这个距离时，就不会被绘制在屏幕上。

DetailDensity：细节密度。默认为1，如果把这个值调小，过密的地形细节将会不被绘制。比如用地形画刷涂一坨的草，可能显示的就只有几根。

TreeDistance：树木距离。类似细节距离，超过这个距离的树木不会被绘制在屏幕上。

Billboard：公告板起点。公告板技术是3D游戏中用的非常多的一种技术，主要是用于控制场景中的Texture的方向，让他始终以一定的角度对着我们的镜头（一般是垂直于镜头）。如我们在3D游戏中看到的怪物的蓝、红和怪物名字、一些花草树木等，无论我们在哪个方向看它总是对着我们。

FadeLength：渐隐长度。

MaxMashTrees：最大树木网格数。地形参数设置4.风力设置

Speed：风速。亲自动手测试运行过游戏的同学肯定会发现，刷上去的草皮是会有随风波动的效果的，调节这个参数可以影响草摇动的速度。

Size：大小。

Bending：弯曲程度。其实就是草摆动的幅度。

GrassTint：草皮染色。这个功能挺有意思的，如果你观察过田野或者草原，一定会发现当清风吹拂的时候，植物会高低起伏，就好像海浪一样。并且摇曳的花草会在两种颜色中不断变换。修改这个参数，可以让草地的颜色随着摇摆而变化。自动寻路在很多游戏中，敌人经常要在复杂的地形中追着主角跑。这就需要敌人不仅要绕开这些障碍物，还得要找到目标点最近的路线。如果让我们自己手动实现这个算法是比较有挑战性的。Unity提供了一个非常实用的寻路功能，只需要较少的代码即可实现复杂的功能。在Unity中可以用来创建自动寻路功能的组件是NavMeshAgent，将该组件附加在游戏中一个可移动的对象上，可以使该对象通过使用NavMesh（即导航网格）在Scene中导航。

AgentType：Agent的类型，决定了Agent可以在哪些NavMeshes上移动，改变AgentType将重置Agent的当前路径。

BaseOffset：游戏对象的垂直相对位移。即agent的Y轴偏移，正值往下，负值往上。

Speed：寻路时的最大移动速度。

AngularSpeed：寻路时的最大转向速度（最大角速度）。值越大，agent的转向越迅速。

Acceleration：当agent寻路时的最大加速度。单纯物理意义上的加速度，控制速度变化的快慢。

StoppingDistance：制动距离。当agent与目标点的距离小于它时会自动停下来以免越过目标点。

AutoBraking：该属性设置为true时，agent会在到达StoppingDistance时直接停下。否则会出现当agent速度太快冲过目标点时，会缓慢的回到目标点的现象。

Radius：躲避半径。相当于agent的私人空间，在这个半径内其它障碍或agent无法穿过。

Height：高度。低于该值的障碍agent都无法穿过。

Quality：质量。一般设置成HighQuality。

Priority：优先级。低优先级的agent会给高优先级的agent让路。自动寻路的创建方法是首先给构建一个寻路的地形，并将地形以内的对象全部勾选静态，否则会影响地形的生成；其次选择【Window】-【AI】-【Navigation】，对地形进行烘焙，生成自动导航的地形网格；最后给移动的对象编写代码并运行即可。01预制体制作资源导入与导出项目编译游戏资源制作02……地形引擎03SUPPORTINGTEXTHERE04SUPPORTINGTEXTHERE绘制地形添加植被绘制细节地形参数设置自动寻路音效音效组件介绍音效参数详解使用音效组件粒子系统添加粒子系统粒子系统的应用05射击游戏开发.射击游戏场景设计第一人称设置预设子弹且连续发射添加音效添加爆炸特效目标对象销毁第六章地图系统—射击游戏目录CONTENTS音效组件介绍Unity在音效方面提供了一类Audio组件，用于设置声音源和声音效果，包括AudioListener音频监听器组件、AudioSource音频源组件等。1.AudioListener组件AudioListener是游戏中的声音接收器，一般相机会默认自带一个AudioListener组件，它可以接收游戏中的所有音乐和音效（只要其所附加的游戏物体在音效的影响范围内），此外，每一个Scene中仅有一个AudioListener。2.AudioSource组件AudioSourc组件主要用来播放游戏场景中的AudioClip，AudioClip就是导入到Unity中的声音文件。Unity可导入的音频文件格式有.aif，.wav，.mp3和.ogg。此外，AudioSource还可以设置一些播放声音的效果，增强游戏场景中的声音效果音效参数详解AudioSource组件是在音效类组件种使用频率较高的组件，因为该组件可以对声音的效果进行多种设置，可以通过添加组件的方式给对象添加AudioSource组件。该组件重要的参数含义：⚫AudioClip：音频片段。这里需要提前将音频素材导入到项目，这里直接选取即可。⚫Output：音源输出。设置为空时，即代表输出到AudioListener。⚫Mute：是否静音。即音源在继续播放，但是被静音。与关闭音源的区别时，当恢复时，播放的进度不同。⚫PlayOnAwake：启动播放开关。如果勾选的话，那么当GameObject加载并启用时，立刻播放音频，即相当于此音源GameObject的组件中Awake方法作用时开始播放。如果不勾选的话，需要手动调用Play()方法执行播放。⚫Loop：循环播放开关。当勾选时，如果音频播放结束，将从头开始再次循环播放。⚫Priority：播放优先级。决定了当前音源在当前场景存在的所有音源中的播放优先级。⚫3DSoundSettings：3D音频设置。该设置使用频率较高，特别是通过VolumeRolloff（声音衰减模式）的选择，可以设置声音在不同距离上的衰减速度。使用音效组件1.添加AudioSource组件的方式和添加其他组件方法一样，首先将音频文件导入到Unity资源文件夹，通过菜单【GameObject】—【CreateEmpty】，创建一个空对象；选中此对象，选择【Component】—【Audio】—【AudioSource】来添加音源脚本组件；在Inspector面板中，将导入的音频片段赋给音源组件；2.AudioSource组件的常用函数⚫Play()：播放音频剪辑。⚫Stop()：停止播放。⚫Pause()：暂停播放。3.任务：运行场景自动播放背景音乐，点击Q键停止播放，点击R键重新开始播放。具体步骤如下：第一步，打开AutoRun场景，在场景中新建一个空对象GameObject，命名为Audio。第二步，将准备好的音频素材导入到Assets资源包中。第三步，选择Audio，在Inspector中通过添加组件的方式添加AudioSource组件。第四步，在AudioSource组件的第一个参数AudioClip设置为第二步导入的音频资源。第五步，新建A_Audio.cs。第六步，将A_Audio.cs赋给Audio。第七步，点击开始按钮，场景运行，背景音乐播放，当点击Q键，播放暂停，点击R键，重新开始播放。如果没有声音，看看是不是AudioListener组件被不小心删除了。01预制体制作资源导入与导出项目编译游戏资源制作02……地形引擎03SUPPORTINGTEXTHERE04SUPPORTINGTEXTHERE绘制地形添加植被绘制细节地形参数设置自动寻路音效音效组件介绍音效参数详解使用音效组件粒子系统添加粒子系统粒子系统的应用05射击游戏开发.射击游戏场景设计第一人称设置预设子弹且连续发射添加音效添加爆炸特效目标对象销毁第六章地图系统—射击游戏目录CONTENTS添加粒子系统

在玩游戏时，我们看到有些技能在发射出去时，会产生很绚丽的爆炸或者喷射效果，这就是粒子系统给我们带来的视觉上冲击。Unity有一个内置的ParticleSystem粒子系统可以实现这些功能，除了在视觉上创造美感以外，粒子系统也可以和C#脚本产生交互。Unity内置的粒子系统组件和组件添加的方式一样，可以直接挂载在预先制作好的GameObject身上，再通过选择该对象，点击右侧的Inspector面板的【AddComponent】—【Effects】—【ParticleSystem】添加组件。ParticleSystem组件比较复杂，所以Inspector被分为许多可折叠的子部分或组件，分别包含一组相关属性。此外，可以通过Inspector中的OpenEditor按钮，使用单独的Editor窗口，同时编辑一个或多个系统。添加粒子系统ParticleSystem组件的常用属性如下：⚫Duration：粒子播放的时长。以秒为单位，设置为10，粒子就会播放10秒。⚫looping：循环播放。⚫prewarm：预热粒子发射。勾选此选项必须先勾选looping选项，这样当粒子开始发射的时候，不是从数量0开始，而是像已经发射一个周期一样。⚫StartDelay：延迟多长时间开始发射粒子。⚫StartLifetime：粒子的生命周期。也就是每一个粒子的存活时间，比如说设置为100，就可以看到这个粒子100秒，它将在100秒后被销毁。⚫StartSpeed：开始速度。⚫3DStartSize：3D开始大小，具有X，Y，Z三种大小。⚫PlayOnAwake：是否在游戏一启动就播放。⚫MaxParticles：最大的粒子数量，粒子系统最多发射的粒子数量，超过就停止发射。⚫StopAction：结束动作。当粒子结束播放时，是如何操作Gameobject的，是disable还是Destroy，或什么都不做None。粒子系统的应用通过以上讲解，大家对粒子系统有了进一步的任务，下面通过一个实例来看看如何让通过脚本控制粒子效果。应用实例：场景运行时，运行粒子效果，点击N键暂停，点击M键继续运行粒子效果，点击K键放大粒子。具体步骤如下：第一步，打开AutoRun场景，在场景中再新建一个空对象GameObject，命名为Particle。第二步，选择Particle，在Inspector中通过添加组件的方式添加ParticleSystem组件。第三步，在ParticleSystem设置参数如图所示。第四步，新建A_Particle.cs。第五步，将A_Particle.cs赋Particle。第六步，点击开始按钮，场景运行，运行粒子效果，点击N键暂停，点击M键继续运行粒子效果，点击K键粒子放大。01预制体制作资源导入与导出项目编译游戏资源制作02……地形引擎03SUPPORTINGTEXTHERE04SUPPORTINGTEXTHERE绘制地形添加植被绘制细节地形参数设置自动寻路音效音效组件介绍音效参数详解使用音效组件粒子系统添加粒子系统粒子系统的应用05射击游戏开发.射击游戏场景设计第一人称设置预设子弹且连续发射添加音效添加爆炸特效目标对象销毁第六章地图系统—射击游戏目录CONTENTS射击游戏场景设计首先将资源包导入到根文件夹下，方便之后游戏制作时获得需要的素材。第一步，新建一个场景，命名为Shootgame，在Hierarchy面板中右击鼠标在3D选择栏中新建一个Terrain。在Inspector面板找到Terrain组件，点击画笔选择SetHeight增加地图厚度，选择RaiseorLowerTerrain制作高山和盆地（按住shift），选择SmoothHeight平滑高山和盆地的棱角。第二步，选择PaintTexture制作地图表面，点击EditTerrainLayer选择CreateLayer，选择一个合适的素材。在Size中设置数值使素材更加真实。射击游戏场景设计第三步，点击树木选择EditTrees，点击AddTeers选择树木和花朵的素材，在Settings中设置笔刷改变树木和花草的数量和密度，自行选择布置地图。第四步，在根文件中选择房子的模型，将模型拖入场景，选择适合的大小。第一人称设置第五步，设置第一人称视角，可以有多种制作方法：方法1：在StandardAssets中选择第一人称FPSController预制体拖入Hierarchy层次面板中，选择枪的模型，将该模型拖入场景，选择适合的大小。将枪挂在第一人称之下。方法2：将枪的模型拖入到场景中，并将MainCarema挂在枪下，作为一个子层级，按照之前的方式新建第一人称移动的代码，并将代码挂给枪，（为了让MainCarema顺利地放在FPSController下方，可以先在观察监视器面板FPSController的位置，将该位置值复制给MainCarema，再将MainCarema移动到FPSController