游戲世界之Unity3D的基礎(chǔ)認(rèn)識

2019-11-14 15:49:45

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供稿：網(wǎng)友

1.寫在前面

Unity3D是由Unity Technologies開發(fā)的一個讓你輕松創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實(shí)時三維動畫等類型互動內(nèi)容的多平臺的綜合型游戲開發(fā)工具，是一個全面整合的專業(yè)游戲引擎。Unity類似于Director,Blender game engine, Virtools 或 Torque Game Builder等利用交互的圖型化開發(fā)環(huán)境為首要方式的軟件其編輯器運(yùn)行在Windows 和Mac OS X下，可發(fā)布游戲至Windows、Mac、Wii、iphone、Windows phone 8和Android平臺。也可以利用Unity web player插件發(fā)布網(wǎng)頁游戲，支持Mac 和Windows的網(wǎng)頁瀏覽。它的網(wǎng)頁播放器也被Mac widgets所支持。

Unity3D，簡稱U3D，是德國UnityTechnologies公司所開發(fā)的中端游戲引擎。
U3D相對于虛幻3引擎，只能算是小弟級的游戲引擎，但是它在游戲制作上的高效率，以及對應(yīng)多平臺的游戲開發(fā)，使得它在國外的獨(dú)立游戲制作小組中具有很高的人氣。

U3D的免費(fèi)版和專業(yè)版的區(qū)別主要在于畫面濾鏡和底層類庫的使用權(quán)限，U3D免費(fèi)版也是能制作完整游戲的，并且可以發(fā)布PC，MAC和Web平臺的游戲，移動平臺（IOS，Android）和次世代游戲機(jī)平臺（PS3，XBOX360，Wii）則需要另外的授權(quán)。
*Unity3D的開發(fā)公司和Adobe公司合作之后，從3.5版本起，U3D增加了Flash的發(fā)布功能（需另外授權(quán)）。

U3D借鑒了虛幻引擎和一些大型三維動畫軟件的操作理念，因此很容易入門，并且它和其他軟件的協(xié)作會很便捷。U3D的軟件界面布局很完善，用戶可以快速的選擇一個適合自己開發(fā)習(xí)慣的窗口排序。

*如果要和三維動畫軟件做對比的話，我覺得U3D就像是Maya的軟件操作，3dsMax的功能執(zhí)行，C4D的菜單管理。

新建一個工程目錄時，為了提高場景載入速度，U3D默認(rèn)是不加載資源包的。因此用戶可根據(jù)自己的工程所需，選擇相應(yīng)的功能包。例如內(nèi)置的角色控制系統(tǒng)，地形組件，天空盒，畫面濾鏡，腳本集等。

U3D的工程目錄作為資源存放的系統(tǒng)文件夾，可隨時更新和調(diào)用，相對于UDK必須提前導(dǎo)入引擎包的形式，U3D更為人性化。我們可以在U3D的工程目錄管理窗口中直接建立文件夾，用來對資源進(jìn)行存放和分類，例如：scripts（腳本），materials（材質(zhì)），meshes（網(wǎng)格），scenes（場景），textures（貼圖）等。U3D的文件會自動排列，為了保持我們建立的目錄次序，我們可以在文件名前加入下劃線，如：_ script，_material。

U3D可以建立一些基本的幾何體，但是你不能執(zhí)行建模操作，只能對他們進(jìn)行一些簡單的整體變形，所以多數(shù)的圖形元素，我們需要從外部導(dǎo)入。雖然U3D中可以創(chuàng)建并繪制地形，不過若非很平坦的地形，對于起伏強(qiáng)烈的山地，使用maya創(chuàng)建會更理想一些，因?yàn)樯婕暗劫N圖拉伸的問題。
* U3D目前還無法改變模型的軸心點(diǎn)，因此需要在三維軟件中事先完成設(shè)置。

U3D的場景單位是米，而maya是厘米，因此軟件的數(shù)值上maya需要設(shè)定為100倍，才能和引擎中的場景比例匹配。例如，一個引擎中1.7M高的角色，在maya中的高度應(yīng)該是170單位（厘米）--也可以在導(dǎo)出FBX文件的時候再設(shè)置單位，或者在U3D中調(diào)整FBX文件的ScaleFactor屬性。當(dāng)然，用戶也可以自行更改maya的默認(rèn)單位，不過個人不推薦那么做，因?yàn)槌藙恿W(xué)方面的影響，建模時的一些默認(rèn)數(shù)值將會變得巨大（例如Bevel倒角功能）。
*U3D雖然單位是米，但是它默認(rèn)的ScaleFactor參數(shù)是0.01，也就是對應(yīng)的是maya中厘米；如果在Maya中使用了米為單位，導(dǎo)入U3D中時，還需要手動將ScaleFactor設(shè)置為1。

雖然U3D支持導(dǎo)入Maya特有的ma，mb或者3dsMax的Max格式文件，但是讀取會很慢，因此最適合U3D的外部導(dǎo)入3D文件格式是FBX。當(dāng)將FBX文件放于U3D工程目錄時，U3D會自動讀取FBX中包含的模型材質(zhì)，并歸于一個獨(dú)立的文件夾Materials中。要注意，在U3D中拖拽貼圖到材質(zhì)球和點(diǎn)擊材質(zhì)球貼圖方框內(nèi)的select按鈕是不一樣的，前者會不斷的生成獨(dú)立的紋理增加文件量，而后者則是共用一個紋理。
*U3D3.X還無法對多個物體同時賦予相同的材質(zhì)，因此在導(dǎo)入U3D前，我們應(yīng)該在Maya中將材質(zhì)分類好；還要注意模型面的法線朝向，盡量不要出現(xiàn)反面。

提示：Unity4.X版本之后可對多個物體同時賦予材質(zhì)。

當(dāng)把PRefabs預(yù)置物放入場景中，會自動形成一個類似maya渲染代理一樣的幾何體，修改這個幾何體的屬性后，點(diǎn)擊Revert可以返回初始狀態(tài)；如果點(diǎn)擊Apply，會直接應(yīng)用到工程目錄的prefabs中，所有場景中的prefabs都會同時改變，因此要慎用。

Skybox天空盒的創(chuàng)建。游戲中的天空，就是一個包裹場景的幾何體貼圖。對于游戲引擎，是六張覆蓋立方體六個面的無縫天空紋理。U3D的天空盒需要和攝像機(jī)或者在渲染設(shè)置中進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
*渲染設(shè)置中加入天空材質(zhì)，可以直接在場景中看到效果；攝像機(jī)中連接天空盒，只有執(zhí)行游戲渲染時，才會在特定攝像機(jī)中看到。

U3D中有四種類型的燈光：PointLight，Spotlight，DirectionalLight，AreaLight，AmbientLight。其中，AmbientLight不是獨(dú)立的燈光元素，而是位于渲染設(shè)置中，可對場景中的背光進(jìn)行色彩調(diào)節(jié)（通常是冷色系），用于模擬環(huán)境反射光（多為天光）。方向光常用于模擬陽光，燈光的所在位置不影響照明效果，因?yàn)樗腔诔虻摹?/span>

目前U3D的光照系統(tǒng)和場景構(gòu)建元素還沒有UDK（虛幻引擎開發(fā)套件）那么豐富，因此圖形的渲染效果上自然沒有UDK出眾，不過它已經(jīng)足夠用來開發(fā)畫面強(qiáng)勁的次世代游戲，移動平臺和網(wǎng)絡(luò)游戲更不在話下。

renderPass渲染通道。在U3D中有三種重要的渲染通道，都是基于燈光材質(zhì)產(chǎn)生的。目前U3D還沒有實(shí)現(xiàn)類似maya或者UDK那樣可對材質(zhì)著色通道進(jìn)行紋理動畫連接的功能，因此用戶需要自行編寫材質(zhì)，這在一定程度上限制了創(chuàng)意的發(fā)揮。

lightmass質(zhì)量的設(shè)置直接決定著游戲品質(zhì)。場景中的燈光和陰影是實(shí)時計(jì)算的，這不會應(yīng)用于游戲中，游戲會通過燈光貼圖和陰影貼圖來提高畫面的運(yùn)行效率。對于場景中靜止的物體，我們可以采用各種全局光照明來將燈光效果烘焙到模型對應(yīng)的貼圖中，這有兩種方法：一種是在繪制模型貼圖時，通過三維軟件的全局光系統(tǒng)（如FG最終聚集，GI全局照明），將燈光效果烘焙；另外就是直接在游戲引擎中烘焙（依賴于引擎的功能）。U3D的燈光系統(tǒng)并沒有UDK那么強(qiáng)悍，尤其在全局照明效果上。

OcclusionCulling是U3D中用于優(yōu)化場景顯示效率的一個功能，可以很大的降低游戲?qū)ο到y(tǒng)資源的消耗。它的原理是不繪制在攝像機(jī)范圍內(nèi)看不到的被遮擋物體。
*U3D可以針對web和移動平臺做到很大的資源優(yōu)化，這點(diǎn)是UDK不能比的。

U3D支持多種語言編寫腳本：C#，javaScript，Boo。Javascript腳本較容易上手，常作為初學(xué)者或JavaScript編程人員的首選，不過從長遠(yuǎn)的擴(kuò)展來看，C#則是用戶最佳的選擇方案。當(dāng)然，你也可以在一個游戲設(shè)計(jì)過程中，同時使用幾種語言的腳本進(jìn)行組合，因?yàn)閁3D最終都會將這些語言轉(zhuǎn)為它內(nèi)置的編譯語言。

*JavaScript不是Java。