虚拟基础开发 5

第4章地形系统【本章学习要点】资源包包管理器地形系统创建地形系统编辑WindZone风区4.1资源包资源包是为Unity引擎开发的一系列预设、模型、贴图、动画、脚本等资源集合。这些资源包通常用于辅助开发者快速构建游戏环境和角色，提高开发效率。4.1.1资源包概念资源包是Unity开发的可以供用户使用的各种资源，也可以是第三方开发的各种资源，包括3D模型、贴图和材质、环境、粒子系统、摄像机、着色器、音频、动作、脚本等等。资源包实质是由Unity项目或项目元素的文件和数据组成的集合，Unity编辑器将这些文件和数据集合进行压缩，并存储在一个扩展名为.unitypackage的文件中。资源包文件（.unitypackage）就像一个压缩文件，它在解压缩时保持其原始目录结构，以及关于资源的元数据(例如导入设置和到其他资源的链接)。4.1.2资源包分类资源包分为：Unity官方的标准资源包和用户开发的资源包。（1）标准资源包标准资源包是Unity官方提供的资源包，Unity5.0以前版本，安装文件中包含标准资源包，安装Unity时自动导入标准资源包安装好，新创建的项目也自动导入所有资源包。4.1.2资源包分类Unity标准资源包支持到2018版本，之后没有更新过，里面有的函数已经过时弃用，目前标准资源包在Unity资源商店（AssetsStore）还可以进行查找下载。现在，Project中新增Packages目录，放置常用资源和配置文档，通过PackageManager管理资源。4.1.2资源包分类（2）用户开发资源包Unity用户开发了众多项目和项目资源，这些项目资源被打包为.unitypackage文件，上传Unity资源商店，供用户免费或付费使用，这些资源包就是用户开发资源包。用户开发资源包通常通过Unity的资源商店进行分享，当然也可以通过其他渠道和方法进行分享传播，供其他用户使用。4.1.3资源商店Unity官网AssetStore（资源商店）是Unity公司提供的一个官方资源平台，提供了各种各样Unity官方或第三方发布的游戏开发资源，包括模型、材质、音效、插件等，供用户下载使用，有些资源包需要付费使用。这些资源可以帮助开发者节省时间和精力，加快游戏开发的进程。在Unity中，可以通过菜单Window|AssetStore打开Unity资源商店面板。Unity2021以前版本，在Unity编辑器中的Assetstore面板，可以在线查看资源商店内容，Unity2021及以后版本需要通过浏览器查看，AssetStore面板中有一个浏览器在线查看按钮，如图4-3所示。单击图中红框内按钮可以打开Unity资源商店。当然也可以直接登录Unity官网，然后定位到资源商店。图4-3Assetstore面板4.1.3资源商店Unity资源商店提供了丰富多样的资源选择。资源商店中有成千上万的资源可供用户选择，涵盖了各种不同的风格和类型。可以根据自己的项目需求选择合适的模型、材质、音效等资源，以及各种插件和工具，来增强项目的功能和效果。资源商店的多样性为用户提供了广阔的创作空间，帮助打造出独特而精美的项目内容。资源商店中的资源包可以分类查找，查找目录在页面上方。图4-4UnityAssetStore（资源商店）4.1.4导入资源包导入资源包有以下几种方法，分别介绍如下。（1）创建新工程时导入（2）菜单导入（3）在Project面板中导入（4）双击资源包导入（5）直接将资源包拖动到Unity中（6）通过包管理器，下载导入资源商店中的资源以上六种方法中，前面五种都是导入已经安装好的资源包或已经下载的unitypackage资源包文件，第六种方法要通过PackageManager（包管理器）来下载导入管理资源包。4.1.5包管理器1.包管理器概述Unity2017开始通过PackageManager进行资源包管理，可以对当前项目、Asset商店中的资源包查看、下载（更新版本）、导入到Unity等。相对于AssetStore的包，PackageManager提供了更新、更容易集成的资源包管理方案，能够为Unity提供各种增强功能。使用PackageManager窗口可以查看哪些包可用于安装或已经安装在项目中了。另外，还可以使用此窗口为每个项目安装、删除或查看包版本、更新包。通过Unity菜单Window|PackageManager打开PackageManager窗口。4.1.5包管理器2.顶部菜单选项在包管理器顶部有几个下拉列表。第一个是添加包菜单（

），实现按不同方式将资源包安装到项目中。单击该按钮选择前两个选项Addpackagefromdisk…和Addpackagefromtarball…，分别从本地磁盘路径加载json格式本地资源包或tar包格式的本地资源包。选择选项AddpackagefromgitURL，则从git下载安装资源包，选择Addpackagebyname…则通过输入包名称将资源包安装到项目中。图4-7包管理器顶部菜单4.1.5包管理器第二个是包菜单（Packages），可以使用它来更改窗口下方内容列表中显示的资源包内容。主要包括：UnityRegistry（Unity资源库）InProject（项目内的资源）MyAssets（Unity登录用户自己在AssetStore购买的资源）Built-in（Unity编辑器内置已安装好的资源包）Featured（功能集）等选项。第三个是排序菜单（Sort），根据第二个包菜单（Packages）选项的不同，排序菜单中的选项会有所不同，该菜单实现按名称（正序或倒序）、发布日期、购买日期、最近更新日期等对包和功能集列表进行排序。第四个是过滤器菜单（Filters），可以根据过滤条件缩小列表中显示的包的范围。第五个是清除过滤器按钮（ClearFilters），用于清除过滤条件。4.1.5包管理器3.从UnityRegistry下载安装资源包当在包菜单中选择UnityRegistry，下方将显示Unity资源库提供的包和功能集资源，在All选项卡中有Features和Packages两大类，在其中任意选择一项（如3DCharactersandAnimation），右侧会显示该资源的简介，单击右侧的Install按钮，Unity会自动下载安装该资源，安装完成后，Install按钮会变为Remove按钮，后期不需要该资源，可以通过该按钮移除，如图4-8所示。该资源会增加Unity编辑器功能，可以看到在菜单栏增加了几个菜单项。安装过的资源，在左侧列表的对应资源后面会有一个绿色的

符号。用户可以根据需要选择资源进行安装或移除。图4-8UnityRegistry资源包管理器4.1.5包管理器4.从AssetStore下载安装管理资源包当在包菜单中选择MyAssets，在下面的资源列表中将显示当前Unity用户在AssetStore购买的所有资源（免费的及付费的），在列表右侧小图标显示为一个下载箭头的资源是未下载安装的资源，小图标显示为一个文件夹的资源是已经下载安装的资源，小图标显示为一个向上箭头的资源是该资源有新版本，可以选择是否更新该资源，如图4-9所示。AssetStore包资源默认的下载安装目录为C:\Users\wf\AppData\Roaming\Unity\AssetStore-5.x，其中wf为用户计算机系统的用户名。图4-9MyAssets资源包管理4.1.5包管理器5.从AssetStore获取安装资源包下面介绍用户从AssetStore获取安装资源包的过程。4.1.5包管理器4.1.5包管理器6.内置包（Built-in）Unity内置包允许用户通过包管理器打开或关闭Unity功能。启用或禁用包可以减少运行时项目构建大小。例如大多数项目不使用旧版粒子系统，可以将其禁用。当删除某功能对应的内置包时，Unity在构建最终应用程序时不会包含相关代码和资源。通常这些内置包仅包含包清单并与Unity绑定在一起（而不是在包注册表中提供）。当项目想要节省资源，禁用某些不需要的模块功能，可以通过禁用内置包来实现。方法很简单，在包管理菜单中，选择Built-in,然后在下方列表中选择对应资源，然后单击右侧的Disabled按钮即可。但要注意在禁用了内置包后，对应的Unity功能将不再可用，这将导致如下情况。如果使用由某个禁用的包实现的脚本API，会遇到编译器错误。由禁用的内置包所实现的组件也会被禁用，这意味着不能将它们添加给任何游戏对象。如果游戏对象已经具有这些组件之一，则Unity在运行模式下将忽略这些组件。可以在Inspector窗口中看到这些组件，但显示为灰色，是不可用的。在Build构建发布项目时，编辑器会剥离所有已禁用的组件。对于支持引擎代码剥离的发布项目平台（例如WebGL、iOS和Android），Unity不会从禁用的内置包添加任何代码。所以使用内置包禁用功能时，一定要小心，不要出现导致项目出错的情况发生。4.1.5包管理器7.导出资源包用户开发的项目也可以通过菜单Assets|ExportPackage…导出为.unitypackage文件，以便异地设备共享使用、修改完善或发布到Unity资源商店。在导出项目时可以选择将Assets目录中的哪些资源文件导出。4.2地形创建编辑在虚拟现实和3D游戏项目开发过程中，地形是不可或缺的重要元素，会涉及地形的设计制作。Unity提供了一个功能强大、使用灵活的地形系统Terrain，可以实现快速创建各种地形，添加草地、山石等材质，添加树木、花草等对象，从而创建出逼真自然的地形环境。4.2.1导入地形资源包制作地形，需要导入Terrain资源包，该资源包是Unity标准资源包集合中的一个，包含了绘制地形所需要的图像、模型资源等。当然资源包中的图像，树木、花草模型等，也可以自己制作。4.2.2创建Terrain地形Terrain是Unity自带的地形编辑器工具，也属于一种3D对象。单击菜单GameObject|3DObject|Terrain，在场景中创建一个Terrain对象。同时在Assets文件夹根目录下创建一个默认名为NewTerrain的文件，用于保存Terrain的相关数据，后缀为“.asset”。Terrain对象包括三个组件：Transform组件、Terrain组件和TerrainCollider组件。Terrain默认平面大小为1000米*1000米，Terrain不能通过“Transform组件”中的Scale属性修改大小，需要通过“Terrain组件”中的“地形设置”中的TerrainWidth和TerrainHeight属性进行设置。Terrain组件对地形进行编辑和修改，TerrainCollider组件属于物理引擎方面的组件，实现地形对象的物理运动模拟，如碰撞检测等。图4-18Terrain地形对象的组件4.2.3绘制编辑地形在Hierarchy面板中选中Terrain地形，在Inspector面板中查看“Terrain组件”中的5个横排按钮就是绘制地形工具，从左到右依次为“CreateNeighborTerrains”、“PaintTerrain”、“PaintTrees”、“PaintDetails”和“TerrainSettings”。图4-19“Terrain组件”中的绘制地形工具4.2.3绘制编辑地形（1）创建相邻地形（CreateNeighborTerrain）选中地形，单击第一个“创建相邻地形”工具按钮后，Unity会以线框形式突出显示所选“地形”图块周围的区域（图中箭头指向的矩形区域），如图4-20所示，指示可以在矩形框中生成新的地形图块空间。左键单击任意矩形区域，将自动生成一个新的空白Terrain对象，并在Assets文件夹中生成一个新的.asset文件。单击第二个“PaintTexture”工具按钮，在下拉列表中可以看到有6个绘制工具选项，如图4-21所示，各绘制工具分别介绍如下。图4-20创建相邻地形图4-21绘制地形工具下拉列表4.2.3绘制编辑地形（2）提升/降低地形高度（RaiseorLowerTerrain）该工具可以提升或降低（按下Shift键）地形高度，有各种画笔可以选择，并可以设置画笔的大小和透明度，如图4-22所示。

图4-22提升/降低地形高度4.2.3绘制编辑地形（3）绘制坑洞（PaintHoles）该工具的作用是根据选择的笔刷及笔刷绘制区域，删除笔刷刷过地形网格中对应网格面片，从视觉上看，好像在地形上挖出来一些孔洞、坑洞。另外还可以使用代码来操纵这些删除部分的属性。在删除地形形成空洞后，便能更轻松地使用Unity新的地形工具包TerrainTools中的ProBuilder、ProGrids和Polybrush这类编辑器内的工具来为地形加上坑洞、传送门，甚至是洞穴等。图4-23绘制坑洞4.2.3绘制编辑地形（4）绘制纹理（PaintTexture）为山峰增加草地、泥土地、小路等纹理，该工具需要资源支持，使用前需要预先导入相关资源包（TerrainAssets.unityPackage）。可以添加多种纹理，需要什么纹理，绘制前选择相应的纹理进行绘制即可。要配置该工具，首先在如图4-24所示的绘制纹理面板中单击“EditTerrainLayers…”按钮，选择“CreateLayer…”，以添加“地形图层”。弹出如图4-25所示“SelectTexture2D”对话框，从列表中双击需要的草地、岩石或其他纹理，选中的纹理添加给地形，并添加到TerrainLayers槽中。添加的第一个纹理图层，将使用选择的纹理平铺填充Terrain对象，可以添加多个纹理图层，并可以对纹理图层进行编辑、添加、替换、移除等操作。接下来，选择“画笔”进行绘制，可以从内置画笔中选择或自定义画笔，不同画笔具有不同的形状，笔刷基于纹理在地形上绘制图案。最后在“Terrain”上拖动笔刷创建平铺纹理。

图4-24绘制纹理

图4-25SelectTexture2D对话框4.2.3绘制编辑地形（5）绘制目标高度（SetHeight）该工具和提升/降低地形高度工具类似，但增加了一个Height（目标高度）属性，可以将地形绘制到Height属性设置的高度，使用该工具可以方便地绘制指定高度的平台，或在平台和山峰中绘制凹坑。按下Shift键，可以取样鼠标位置处的高度（根据鼠标位置处的高度，设置Height属性值），如图4-26所示。图4-26绘制目标高度图

4.2.3绘制编辑地形（6）平滑高度（SmoothHeight）可以平滑使用“提升/降低地形高度”工具创建出来的比较尖锐的山峰，使山峰看起来更加光滑和真实，如图4-27所示。

图4-27平滑高度4.2.3绘制编辑地形（7）邮戳地形（StampTerrain）使用邮戳地形工具（如图4-28所示），可以根据所选画笔的形状和透明度，在Terrain上绘制出如图4-29所示的和笔刷形状相似的特殊地形。“StampHeight”设置邮戳地形高度，绘制的高度还与笔刷的透明度相关。当两个邮戳地形重叠时，“Max<-->Add”设置重叠后的高度，设置为0（Max），取两个邮戳地形中高的那个地形高度，设置为1（Add），将两个邮戳地形高度相加。

图4-28邮戳地形

图4-29邮戳地形绘制效果4.2.3绘制编辑地形（8）绘制树木（PaintTrees）在山间绘制树木，该工具需要资源支持，使用前需要预先导入相关资源包（TerrainAssets.unityPackage），可以添加多种树木，在如图4-30所示的绘制树木面板中单击按钮“EditTrees…”，在弹出菜单中选择“AddTree”，弹出如图4-31所示的“AddTree”对话框，单击右上方

按钮，弹出“SelectGameObject”对话框，从列表中选择需要的树木预制对象，树木预制对象添加后效果如图4-32所示。然后可以使用笔刷在地形上绘制树木，可以调节笔刷大小、树木密度、随机高度、树木宽高比、颜色随机变化程度等，使得绘制的树木可以有所变化，而不是整齐划一，从而提高真实感。

图4-30绘制树木

图4-31AddTree对话框图

图4-32树木预制对象添加后效果4.2.3绘制编辑地形（9）绘制花草等细节（PaintDetails）在山间绘制花或草，该工具需要资源支持，使用前需要预先导入相关资源包。可以添加多种花草，实现地形的更多细节。在如图4-33所示绘制花草面板中，单击“EditDetails”按钮，弹出如图4-34所示的AddGrassTexture（添加花草纹理）对话框，单击右上方的

按钮，在弹出的SelectTexture2D（选择2D纹理）对话框，选择一个2D花草纹理，关闭SelectTexture2D对话框，返回AddGrassTexture对话框，单击“Add”按钮，在如图4-35所示的面板中会添加上刚才选择的2D纹理。重复上述操作，可以添加多种花草纹理如图4-36所示，选择不同的花草纹理，使用笔刷在地形上拖动，会在地形上添加对应的花草。

图4-33绘制花草面板

图4-34AddGrassTexture对话框

图4-35添加第一种花草纹理

图4-36添加多种花草纹理4.2.3绘制编辑地形（10）地形设置（TerrainSettings）该工具可以为地形设置全局属性。部分属性介绍如下。TerrainWidth：全局地形总宽度。单位为Unity统一单位：m。TerrainLength：全局地形总长度。单位为Unity统一单位：m。TerrainHeight：全局地形允许的最大高度。单位为Unity统一单位：m。DetailResolutionPerPatch：单个面片（网格）中的单元格数量，该值经过平方后形成单元格网格。DetailResolution：全局地形所生成的细节贴图的分辨率，所以数字越小占用资源越少，性能越好，但画面质量越差。HeightmapResolution：全局地形生成的高度图的分辨率（2n+1）。ControlTextureResolution：全局地形贴图绘制到地形上时所使用的贴图分辨率。BaseTextureResolution：全局用于远处地形贴图的分辨率。图4-37地形设置4.2.4WindZone风区使用WindZone风区添加一个或多个对象，可在地形上创建风的效果，实现物体被风吹的效果。风区内的树以逼真的动画弯曲摆动，而风本身以脉冲方式移动，从而在树之间营造自然的运动效果。Terrain地形标准资源中的草自带风吹效果。但是树木没有风吹效果，需要添加WindZone对象，实现风吹动树木，树枝摇摆、挥舞着树枝和树叶仿佛被风吹过飘来飘去的效果。4.2.4WindZone风区添加WindZone对象方法：单击菜单GameObject|3DObject|WindZone，就在场景中添加一个WindZone对象。WindZone的作用模式有两种：Spherical（球型）和Directional（直线型）。图4-38WindZone两种模式4.2.4WindZone风区球型风区风力在Radius属性定义的球体内向外吹，风影响仅在球体范围内。直线型风区风向一个方向吹，会立即影响整个地形。直线型定向风对于创建树的自然运动更有用，而球形风更适合爆炸、直升机等特殊效果。Main属性决定了风的整体强度，但是使用Turbulence可带来一点随机变化。风区的风以脉冲方式吹过树木，从而产生持续的更自然的效果。可使用PulseMagnitude和PulseFrequency属性控制脉冲强度以及脉冲之间的时间间隔。参数含义Mode模式Spherical球形风区仅影响球体