Unity 游戏开发技术详解与典型案例

目　录

第　1章 Unity基础及集成开发环境的
搭建　1
1.1　Unity基础知识概述　1
1.1.1　初识Unity　1
1.1.2　Unity的诞生及发展　1
1.1.3　Unity的市场前景　2
1.1.4　独具特色的Unity　3
1.2　Unity集成开发环境的搭建　10
1.2.1　Windows平台下Unity的
下载及安装　10
1.2.2　Mac OS平台下Unity的下载及安装　14
1.2.3　目标平台的SDK与Unity
集成　16
1.3　第 一个Unity程序　19
1.4　本书案例的导入及运行　24
1.5　本章小结　28
第　2章 Unity集成开发环境详解　29
2.1　Unity集成开发环境的整体布局　29
2.1.1　概述　29
2.1.2　菜单栏　30
2.1.3　工具栏　30
2.1.4　场景设计面板　31
2.1.5　游戏预览面板　35
2.1.6　游戏组成对象列表　36
2.1.7　项目资源列表　37
2.1.8　属性查看器　38
2.1.9　状态栏与控制台　39
2.1.10　动画视图　39
2.1.11　动画控制器编辑视图　39
2.2　菜单栏　40
2.2.1　File菜单　40
2.2.2　Edit菜单　43
2.2.3　Assets菜单　50
2.2.4　GameObject菜单　55
2.2.5　Component菜单　59
2.2.6　Window菜单　66
2.2.7　Help菜单　71
2.3　本章小结　77
第3章　Unity脚本程序的开发　79
3.1　Unity脚本概述　79
3.2　Unity中C#脚本的注意事项　79
3.3　Unity脚本的基础语法　81
3.3.1　常用操作　81
3.3.2　记录时间　81
3.3.3　访问游戏对象组件　82
3.3.4　访问其他游戏对象　83
3.3.5　向量　85
3.3.6　成员变量和静态成员变量　87
3.3.7　实例化游戏对象　88
3.3.8　协同程序和中断　88
3.3.9　一些重要的类　89
3.3.10　特定文件夹　93
3.3.11　脚本编译　94
3.3.12　与销毁相关的方法　94
3.3.13　性能优化　96
3.4　综合示例　97
3.4.1　示例策划及准备工作　97
3.4.2　创建项目及场景搭建　97
3.4.3　飞机控制脚本实现　100
3.4.4　摄像机跟随脚本实现　103
3.5　本章小结　103
第4章　Unity图形用户界面基础　105
4.1　GUI系统　105
4.1.1　GUI组件的变量　105
4.1.2　GUI中的常用控件　113
4.1.3　GUI控件综合示例　141
4.2　UGUI系统　144
4.2.1　创建UGUI控件　144
4.2.2　Canvas　145
4.2.3　EventSystem组件　146
4.2.4　Rect Transform组件　147
4.2.5　Panel控件　147
4.2.6　Button控件　148
4.2.7　Text控件　151
4.2.8　Image控件　152
4.2.9　Raw Image控件　152
4.2.10　Slider控件　153
4.2.11　Scrollbar控件　154
4.2.12　Toggle控件　155
4.2.13　Input Field控件　156
4.2.14　DropDown控件　157
4.2.15　Scroll View控件　157
4.2.16　UGUI布局管理的使用及
　相关组件介绍　159
4.2.17　UGUI中不规则形状的
　按钮的碰撞检测　163
4.2.18　UGUI屏幕自适应和锚点　164
4.2.19　UGUI综合示例—音乐
　播放器的UI搭建　165
4.3　预制件资源的应用　173
4.3.1　预制件资源的创建　173
4.3.2　通过prefab资源进而实例化对象　174
4.4　常用的输入对象　176
4.4.1　Touch输入对象　176
4.4.2　Input输入对象　178
4.5　本章小结　181
第5章　物理引擎　183
5.1　刚体　183
5.1.1　刚体特性　183
5.1.2　物理管理器　190
5.2　碰撞器　192
5.2.1　碰撞器的添加　193
5.2.2　碰撞过滤　195
5.2.3　触发器　199
5.2.4　碰撞检测　199
5.2.5　物理材质　201
5.2.6　碰撞器交互　202
5.3　关节　202
5.3.1　铰链关节的特性　202
5.3.2　铰链关节的创建　203
5.3.3　固定关节的特性　205
5.3.4　固定关节的创建　205
5.3.5　弹簧关节的特性　206
5.3.6　弹簧关节的创建　206
5.3.7　角色关节的特性　207
5.3.8　角色关节的创建　208
5.3.9　可配置关节的特性　208
5.3.10　可配置关节的创建　210
5.3.11　关节综合示例—机械手　211
5.4　交通工具　216
5.4.1　车轮碰撞器的添加　216
5.4.2　车轮碰撞器的特性　217
5.4.3　车轮碰撞器的应用　218
5.5　布料　223
5.5.1　蒙皮网格的特性　223
5.5.2　布料的特性　223
5.5.3　布料简单示例　224
5.6　力场　226
5.6.1　力场的特性　226
5.6.2　力场综合示例　226
5.7　角色控制器　227
5.7.1　角色控制器的特性　227
5.7.2　角色控制器综合示例　228
5.8　粒子系统　229
5.8.1　粒子系统简介　229
5.8.2　粒子系统的特性　230
5.8.3　通过脚本控制粒子系统　242
5.8.4　粒子系统综合示例　249
5.9　物理引擎在动画系统中的使用　254
5.9.1　场景的搭建　254
5.9.2　脚本的开发　257
5.9.3　运行效果　258
5.10　物理引擎综合示例　258
　5.10.1 场景的搭建　258
　5.10.2 界面的搭建　264
　5.10.3 脚本的开发　265
　5.10.4 示例开发总结　267
5.11　本章小结　267
第6章　着色器　269
6.1　初识着色器　269
6.1.1　着色器概述　269
6.1.2　材质、着色器与贴图　270
6.1.3　ShaderLab语法基础　270
6.1.4　着色器中涉及的各种空间
概念　276
6.2　渲染管线　278
6.2.1　OpenGL渲染管线　279
6.2.2　DirectX渲染管线　284
6.2.3　Unity可编程渲染阶段　285
6.3　着色器的形态　286
6.3.1　固定管线着色器　286
6.3.2　顶点片元着色器　286
6.3.3　表面着色器　292
6.4　表面着色器详述　293
6.4.1　表面着色器基础知识　293
6.4.2　通过表面着色器实现
体积雾　298
6.5　渲染通道的通用指令　303
6.5.1　设置LOD数值　304
6.5.2　渲染队列　305
6.5.3　混合模式　307
6.5.4　Alpha测试　309
6.5.5　深度测试　310
6.5.6　模板测试　312
6.5.7　通道遮罩　316
6.5.8　面的剔除操作　317
6.5.9　抓屏操作　319
6.6　曲面细分着色器　320
6.6.1　固定数量的曲面细分　320
6.6.2　基于距离的曲面细分　322
6.6.3　基于边缘长度的
曲面细分　324
6.6.4　Phong曲面细分　325
6.7　几何着色器　326
6.8　Standard Shader　328
6.8.1　基于物理的着色　328
6.8.2　材质编辑器　329
6.9　着色器的组织和优化　331
6.9.1　着色器的组织和复用　331
6.9.2　移动平台的优化　335
6.10　着色器综合示例　337
　6.10.1 示例策划及准备工作　337
　6.10.2 创建项目及场景搭建　339
　6.10.3 着色器及相关脚本的
　开发　340
　6.10.4 节点对象的创建及相关
　脚本的开发　349
　6.10.5 示例运行效果　351
6.11　本章小结　352
第7章　常用着色器特效　353
7.1　顶点动画　353
7.1.1　基本原理　353
7.1.2　开发步骤　354
7.2　纹理动画　356
7.2.1　基本原理　357
7.2.2　开发步骤　357
7.3　边缘发光　358
7.3.1　基本原理　358
7.3.2　开发步骤　359
7.4　描边效果　360
7.4.1　基本原理　360
7.4.2　开发步骤　362
7.5　遮挡透视效果　363
7.5.1　基本原理　363
7.5.2　开发步骤　364
7.6　菲涅尔效果　365
7.6.1　基本原理　365
7.6.2　立方体纹理技术　366
7.6.3　开发步骤　366
7.7　高斯模糊　369
7.7.1　基本原理　369
7.7.2　开发步骤　370
7.8　Bloom效果　372
7.8.1　基本原理　373
7.8.2　开发步骤　373
7.9　景深效果　375
7.9.1　基本原理　375
7.9.2　开发步骤　376
7.10　积雪效果　378
　7.10.1 基本原理　378
　7.10.2 开发步骤　379
7.11　浴室玻璃效果　381
　7.11.1 基本原理　381
　7.11.2 开发步骤　381
7.12　消融效果　383
　7.12.1 基本原理　383
　7.12.2 开发步骤　383
7.13　本章小结　385
第8章　3D游戏开发的常用技术　387
8.1　立方贴图技术的实际应用　387
8.1.1　Unity天空盒　387
8.1.2　Cubemap的应用　390
8.2　3D拾取技术　392
8.3　视频播放器　396
8.3.1　导入视频片段的属性　396
8.3.2　视频播放器示例　397
8.4　动态字体　399
8.5　重力加速度传感器　401
8.6　PlayerPrefs类　403
8.7　虚拟按钮与摇杆的使用　404
8.7.1　标准资源包的下载与导入　404
8.7.2　虚拟按钮和摇杆使用示例　406
8.8　线的渲染　408
8.9　Render Texture的应用　410
8.10　声音　412
　8.10.1 声音类型　412
　8.10.2 音频管理器　412
　8.10.3 音频监听器　413
　8.10.4 音频源　413
　8.10.5 音频效果　417
　8.10.6 音频混响区　420
　8.10.7 简单的声音控制示例　421
　8.10.8 混音器　423
　8.10.9 录音　430
8.11　Cinemachine相机的使用　431
　8.11.1 Cinemachine相机的下载
　与安装　431
　8.11.2 Cinemachine相机的使用　432
8.12　Timeline的使用　433
8.13　多场景编辑　434
　8.13.1 多场景编辑的基础操作　434
　8.13.2 多场景编辑的高级
　操作　436
　8.13.3 还存在的问题　437
8.14　水特效　437
　8.14.1 基础知识　437
　8.14.2 水特效示例　438
8.15　雾特效　440
　8.15.1 示例效果与基本原理　440
　8.15.2 场景搭建与开发步骤　441
8.16　3D场景中的其他特效　444
　8.16.1 光源周围光晕　444
　8.16.2 面板渲染　445
　8.16.3 投影器　446
8.17　本章小结　446
第9章　光影效果的使用　447
9.1　渲染路径与颜色空间　447
9.1.1　渲染路径　447
9.1.2　颜色空间　448
9.2　光源　448
9.2.1　点光源　449
9.2.2　平行光光源　450
9.2.3　聚光灯光源　451
9.2.4　区域光光源　451
9.2.5　发光材质　452
9.2.6　Cookies　452
9.2.7　光照过滤　453
9.3　阴影　454
9.3.1　阴影质量　454
9.3.2　阴影性能　456
9.3.3　阴影的硬件支持　456
9.4　光照贴图　456
9.4.1　对场景进行光照烘焙　457
9.4.2　光照烘焙参数详解　458
9.5　光探头　460
9.5.1　光探头使用示例　460
9.5.2　光探头应用细节　462
9.5.3　光探头代理　462
9.6　法线贴图　465
9.6.1　在Unity中使用法线
贴图　465
9.6.2　在3ds max中制作法线
贴图　468
9.7　镜头光晕　469
9.8　反射探头　470
9.8.1　反射探头的使用　470
9.8.2　反射探头参数详解　472
9.9　镜子的开发　474
9.9.1　场景的搭建　475
9.9.2　镜面着色器的开发　478
9.9.3　C#脚本的开发　479
9.10　真实水面特效的开发　481
9.10.1　基本原理　482
9.10.2　场景的搭建　483
9.10.3　C#脚本的开发　483
9.10.4　镜面着色器的开发　486
9.11　本章小结　488
第　10章 模型与动画　489
10.1　3D模型的导入　489
　10.1.1 主流3D建模软件简介　489
　10.1.2 Unity与建模软件单位的
　比例关系　490
　10.1.3 将3D模型导入Unity　491
10.2　Mesh　492
　10.2.1 网格过滤器　493
　10.2.2 Mesh属性和方法简介　493
　10.2.3 Mesh的使用　494
　10.2.4 使用Mesh使物体变形
　示例　494
10.3　Shatter Toolkit的使用　499
　10.3.1 Shatter Toolkit简介　499
　10.3.2 使用Shatter Toolkit
　示例　500
10.4　旧版动画系统　507
　10.4.1 角色动画资源的导入　507
　10.4.2 动画控制器　508
　10.4.3 动画脚本　509
　10.4.4 使用旧版动画系统示例　510
10.5　动画系统　513
　10.5.1 角色动画的配置　513
　10.5.2 动画控制器的创建　519
　10.5.3 动画控制器的配置　519
　10.5.4 角色动画的重定向　523
　10.5.5 角色动画的混合—创建
　动画混合树　524
　10.5.6 角色动画的混合—混合
　类型介绍　526
　10.5.7 Mecanim动画系统中的
　代码控制　527
　10.5.8 示例分析　532
10.6　动画变形　535
10.7　本章小结　538
第　11章 地形与寻路技术　539
11.1　地形引擎　539
　11.1.1 地形的创建　539
　11.1.2 灰度图的使用　544
11.2　树编辑器　546
　11.2.1 属性参数简介　546
　11.2.2 一个简单的示例　548
11.3　拖尾渲染器　550
　11.3.1 背景简介　550
　11.3.2 拖尾渲染器的属性　551
　11.3.3 拖尾渲染器的使用　552
　11.3.4 产生汽车轮胎刹车痕
　示例　552
11.4　自动寻路系统　556
　11.4.1 基础知识　556
　11.4.2 一个简单的示例　557
11.5　本章小结　562
第　12章 游戏资源的更新　563
12.1　AssetBundle　563
　12.1.1 AssetBundle简介　563
　12.1.2 AssetBundle的创建　563
　12.1.3 AssetBundle的下载　566
　12.1.4 AssetBundle的加载和
　卸载　568
　12.1.5 关于AssetBundle　569
　12.1.6 本节小结　570
12.2　Lua热更新　571
　12.2.1 热更新简介　571
　12.2.2 xLua简介　572
　12.2.3 xLua框架简介　574
　12.2.4 xLua常用方法简介　575
　12.2.5 xLua热更新示例　577
　12.2.6 热更新服务器的配置　581
　12.2.7 本节小结　583
12.3　本章小结　583
第　13章 多线程技术与网络开发　585
13.1　多线程技术　585
　13.1.1 基础知识　585
　13.1.2 多线程技术用于大量
　计算　586
　13.1.3 多线程技术在网络开发中的
　应用　588
13.2　WWW类　592
　13.2.1 用WWW类访问网络
　资源　592
　13.2.2 场景的搭建　592
　13.2.3 C#脚本的编写　592
13.3　JSON简介与应用　593
　13.3.1 基础知识　593
　13.3.2 JSON的解析　593
13.4　网络类　594
　13.4.1 静态变量　594
　13.4.2 静态方法　597
　13.4.3 消息发送　602
13.5　基于Unity Network开发网络
　游戏　604
　13.5.1 非授权服务器和授权
　服务器　604
　13.5.2 网络视图组件　604
　13.5.3 示例的效果预览　604
　13.5.4 示例场景的搭建　605
　13.5.5 项目主体脚本的开发　607
　13.5.6 服务器和客户端的发布　612
13.6　基于Netty开发网络游戏　613
　13.6.1 Netty框架简介　613
　13.6.2 网络游戏架构简介　613
　13.6.3 示例的效果预览　615
　13.6.4 示例场景的搭建　615
　13.6.5 服务器端的开发　616
　13.6.6 客户端的开发　616
13.7　基于KBEngine服务器开发网络
　游戏　620
　13.7.1 环境的搭建　621
　13.7.2 示例的效果预览　623
　13.7.3 示例场景的搭建　623
　13.7.4 服务器端的开发　624
　13.7.5 客户端的开发　624
13.8　本章小结　630
第　14章 Unity 2D游戏开发　631
14.1　Unity 2D简介　631
　14.1.1 Unity 2D项目的创建　631
　14.1.2 Unity 2D的功能　632
　14.1.3 Unity 2D游戏开发的工作
　流程　632
14.2　Unity 2D核心功能对象——
　Sprite　633
　14.2.1 Sprite对象的创建和基本
　用法　633
　14.2.2 换帧动画的制作　634
　14.2.3 制作换帧动画的具体
　步骤　635
14.3　Unity 2D中的物理引擎　639
　14.3.1 2D刚体　640
　14.3.2 2D碰撞器　644
　14.3.3 2D关节　647
　14.3.4 2D效应器　651
　14.3.5 使用2D物理引擎制作撞
　冰块示例　654
14.4　瓦片地图　660
　14.4.1 瓦片资源的创建　660
　14.4.2 瓦片画板与瓦片地图的
　创建与使用　661
14.5　一个完整的2D游戏示例　662
　14.5.1 游戏背景及功能概述　662
　14.5.2 游戏的策划及准备工作　662
　14.5.3 游戏的架构　664
　14.5.4 主菜单场景的开发　664
　14.5.5 游戏场景的开发　666
14.6　本章小结　672
第　15章 常用性能优化技术与编辑器的
　扩展　673
15.1　程序性能的分析　673
　15.1.1 Profiler工具的使用方法　673
　15.1.2 Profiler工具的参数说明　676
15.2　代码的断点调试　677
　15.2.1 通过MonoDevelop调试　678
　15.2.2 通过Microsoft Visual Studio
　Tools for Unity调试　679
15.3　优化事项　680
　15.3.1 遮挡剔除技术　680
　15.3.2 批处理技术　682
　15.3.3 移动平台的优化技巧　682
15.4　编辑器的扩展——Editor　683
　15.4.1 自定义检视面板　683
　15.4.2 序列化检视面板　685
　15.4.3 自定义窗口　687
　15.4.4 自定义菜单项　687
15.5　本章小结　688
第　16章 休闲游戏—平衡球　689
16.1　背景及功能概述　689
　16.1.1 背景概述　689
　16.1.2 功能概述　690
16.2　游戏的策划及准备工作　692
　16.2.1 游戏的策划　692
　16.2.2 使用Unity开发游戏前的
　准备工作　692
16.3　游戏的架构　696
　16.3.1 各个场景简介　696
　16.3.2 游戏架构简介　697
16.4　主菜单场景　698
　16.4.1 场景的搭建　698
　16.4.2 主摄像机的设置及脚本的
　开发　700
16.5　帮助场景　709
　16.5.1 场景的搭建　709
　16.5.2 主摄像机的设置及脚本的
　开发　709
　16.5.3 球的设置及脚本的开发　714
16.6　关卡一场景　715
　16.6.1 场景的搭建　715
　16.6.2 主摄像机的设置及脚本的
　开发　715






























　16.6.3 有关动画的设置及脚本的
　开发　719
　16.6.4 球的设置及脚本的开发　724
16.7　关卡二场景　724
　16.7.1 场景的搭建　724
　16.7.2 主摄像机的设置及脚本的
　开发　725
　16.7.3 有关动画的设置的及脚本的
　开发　725
　16.7.4 球的设置及脚本的
　开发　725
16.8　场景的加载　725
16.9　游戏的优化与改进　728