Unity 3D遊戲開發技術詳解與典型案例

第1章 Unity基礎及整合式開發環境的搭建 1

1.1 Unity基礎知識概覽 1

1.1.1 初識Unity 1

1.1.2 Unity廣闊的市場前景 1

1.1.3 Unity的特點 1

1.2 Unity整合式開發環境的搭建 3

1.2.1 Windows平臺下Unity的下載及安裝 3

1.2.2 目標平臺的SDK與Unity的集成 5

1.3 第 一個Unity程式 6

1.4 本書案例的導入及運行 10

1.5 本章小結 13

第2章 Unity整合式開發環境詳解 14

2.1 Unity整合式開發環境 14

2.1.1 Unity整合式開發環境的整體佈局 14

2.1.2 功能表列 15

2.1.3 工具列 15

2.1.4 Scene窗口 16

2.1.5 Game窗口 18

2.1.6 Hierarchy面板 19

2.1.7 Project面板 20

2.1.8 Inspector面板 21

2.1.9 狀態列與控制台 21

2.1.10 Animation窗口 21

2.1.11 動畫控制器編輯視窗 21

2.2 功能表列 21

2.2.1 File 22

2.2.2 Edit 23

2.2.3 Assets 28

2.2.4 GameObject 31

2.2.5 Component 34

2.2.6 Window 38

2.3 本章小結 40

第3章 Unity腳本程式開發 41

3.1 Unity腳本概述 41

3.2 Unity中C#腳本的注意事項 41

3.3 Unity腳本的基礎語法 43

3.3.1 對遊戲物件的常用操作 43

3.3.2 記錄時間 43

3.3.3 訪問遊戲物件元件 44

3.3.4 訪問其他遊戲物件 45

3.3.5 向量 47

3.3.6 成員變數 48

3.3.7 產生實體遊戲對象 49

3.3.8 協同程式及其中斷 50

3.3.9 一些重要的類 50

3.3.10 特定資料夾 55

3.3.11 腳本編譯 56

3.3.12 與銷毀相關的方法 56

3.3.13 性能優化 58

3.4 綜合案例 58

3.4.1 案例策劃及準備工作 59

3.4.2 創建項目及搭建場景 59

3.4.3 飛機控制腳本的編寫 60

3.4.4 攝像機跟隨腳本的編寫 63

3.5 本章小結 64

第4章 Unity圖形化使用者介面基礎 65

4.1 圖形化使用者介面 65

4.1.1 圖形化使用者介面的控制變數 65

4.1.2 圖形化使用者介面中的常用控制項 71

4.1.3 圖形化使用者介面中的常用方法 86

4.1.4 圖形化使用者介面控制項綜合案例 93

4.2 UGUI系統 95

4.2.1 UGUI系統的基礎知識 95

4.2.2 UGUI控制項 97

4.2.3 UGUI佈局管理器及相關組件介紹 104

4.2.4 UGUI中不規則形狀的按鈕的碰撞檢測 106

4.2.5 螢幕自我調整和錨點 107

4.2.6 UGUI綜合案例—音樂播放機的UI搭建 107

4.3 Prefab資源的應用 113

4.3.1 Prefab資源的創建 113

4.3.2 利用Prefab資源產生實體遊戲物件 114

4.3.3 Prefab的編輯 114

4.4 常用的輸入物件 115

4.4.1 Touch對象 115

4.4.2 Input對象 117

4.5 本章小結 121

第5章 物理引擎 122

5.1 剛體 122

5.1.1 剛體特性 122

5.1.2 物理管理器 129

5.2 鉸接體 130

5.2.1 鉸接體的屬性 131

5.2.2 鉸接體的創建 131

5.2.3 運行效果 135

5.3 碰撞體 135

5.3.1 碰撞體的添加 136

5.3.2 碰撞過濾 137

5.3.3 觸發器 139

5.3.4 碰撞檢測 139

5.3.5 物理材質 140

5.3.6 碰撞體交互 141

5.4 關節 142

5.4.1 鉸鏈關節的屬性 142

5.4.2 鉸鏈關節的創建 143

5.4.3 固定關節的屬性 144

5.4.4 固定關節的創建 144

5.4.5 彈簧關節的屬性 144

5.4.6 彈簧關節的創建 145

5.4.7 角色關節的屬性 145

5.4.8 角色關節的創建 146

5.4.9 可配置關節的屬性 146

5.4.10 可配置關節的創建 147

5.4.11 關節綜合案例—機械手 148

5.5 交通工具 152

5.5.1 車輪碰撞體的添加 153

5.5.2 車輪碰撞體的屬性 153

5.5.3 車輪碰撞體的應用 153

5.6 布料 157

5.6.1 蒙皮網格渲染器屬性 158

5.6.2 布料屬性 158

5.6.3 布料的簡單案例 159

5.7 力場 160

5.7.1 力場元件的屬性 160

5.7.2 力場綜合案例 161

5.8 角色控制器 161

5.8.1 角色控制器元件的屬性 161

5.8.2 角色控制器的案例 162

5.9 粒子系統 162

5.9.1 粒子系統的簡介 162

5.9.2 粒子系統的屬性 163

5.9.3 通過腳本控制粒子系統 173

5.9.4 粒子系統的綜合應用 180

5.10 物理引擎在動畫系統中的使用 185

5.10.1 場景的搭建 185

5.10.2 腳本的開發 187

5.10.3 運行效果 187

5.11 物理引擎綜合案例 188

5.11.1 場景的搭建 188

5.11.2 介面的搭建 192

5.11.3 腳本的開發 193

5.11.4 案例開發總結 195

5.12 本章小結 196

第6章 著色器和著色語言 197

6.1 初識著色器 197

6.1.1 著色器概述 197

6.1.2 材質、著色器與貼圖 198

6.1.3 ShaderLab語法基礎 198

6.1.4 著色器中涉及的各種空間概念 204

6.2 渲染管線 206

6.2.1 OpenGL渲染管線 206

6.2.2 DirectX渲染管線 212

6.2.3 Unity可程式設計渲染階段 213

6.3 著色器的3種形態 213

6.3.1 固定管線著色器 213

6.3.2 頂點片元著色器 214

6.3.3 表面著色器 219

6.4 表面著色器的基礎知識及應用 220

6.4.1 表面著色器的基礎知識 220

6.4.2 通過表面著色器實現體積霧 225

6.5 渲染通道的通用指令 230

6.5.1 設置LOD數值 230

6.5.2 渲染佇列 232

6.5.3 混合操作 233

6.5.4 Alpha測試 235

6.5.5 深度測試 236

6.5.6 範本測試 239

6.5.7 通道遮罩 242

6.5.8 面的剔除操作 243

6.5.9 抓屏操作 245

6.6 曲面細分著色器 246

6.6.1 固定數量的曲面細分 246

6.6.2 基於距離的曲面細分 248

6.6.3 基於邊緣長度的曲面細分 249

6.6.4 Phong曲面細分 251

6.7 幾何著色器 252

6.8 Standard Shader 254

6.8.1 什麼是基於物理的著色 254

6.8.2 材質編輯器 254

6.9 著色器的組織、複用和移動平臺上的優化 256

6.9.1 著色器的組織和複用 257

6.9.2 移動平臺上的優化 261

6.10 Shader Graph 263

6.10.1 Shader Graph環境安裝 263

6.10.2 創建一個Shader Graph 263

6.11 著色器綜合案例 263

6.11.1 著色器綜合案例一 264

6.11.2 著色器綜合案例二 278

6.12 本章小結 281

第7章 常用著色器特效 282

7.1 頂點動畫 282

7.1.1 基本原理 282

7.1.2 開發步驟 283

7.2 紋理動畫 285

7.2.1 基本原理 285

7.2.2 開發步驟 286

7.3 邊緣發光 287

7.3.1 基本原理 287

7.3.2 開發步驟 287

7.4 描邊效果 289

7.4.1 基本原理 289

7.4.2 開發步驟 290

7.5 遮擋透視效果 292

7.5.1 基本原理 292

7.5.2 開發步驟 292

7.6 菲涅爾效果 293

7.6.1 基本原理 293

7.6.2 立方體紋理技術 294

7.6.3 開發步驟 294

7.7 高斯模糊 297

7.7.1 基本原理 297

7.7.2 開發步驟 298

7.8 Bloom效果 301

7.8.1 基本原理 301

7.8.2 開發步驟 301

7.9 景深 304

7.9.1 基本原理 304

7.9.2 開發步驟 304

7.10 積雪效果 306

7.10.1 基本原理 306

7.10.2 開發步驟 307

7.11 浴室玻璃 309

7.11.1 基本原理 309

7.11.2 開發步驟 309

7.12 消融效果 311

7.12.1 基本原理 311

7.12.2 開發步驟 311

7.13 能量罩 313

7.13.1 基本原理 313

7.13.2 開發步驟 313

7.14 本章小結 316

第8章 3D遊戲開發的常用技術 317

8.1 立方貼圖技術的應用 317

8.1.1 Unity天空盒 317

8.1.2 Cubemap的應用 320

8.1.3 HDR天空盒設置 322

8.2 3D拾取技術 324

8.2.1 3D拾取技術簡介 324

8.2.2 切換可拾取性 326

8.3 視頻播放機——Video Player 327

8.3.1 視頻的屬性 327

8.3.2 視頻播放機應用案例 328

8.4 動態字體 330

8.5 重力加速度感測器 331

8.6 PlayerPrefs類 333

8.7 虛擬按鈕與搖杆的使用 334

8.7.1 下載並導入標準資源包 335

8.7.2 使用虛擬按鈕和搖杆的案例 335

8.8 線的渲染——Line Renderer 337

8.9 Render Texture的應用 339

8.10 聲音——Audio 341

8.10.1 聲音類型 341

8.10.2 音訊管理器 341

8.10.3 音訊監聽器 342

8.10.4 音訊源 342

8.10.5 音訊效果 346

8.10.6 音訊混響區 349

8.10.7 簡單的聲音控制案例 350

8.10.8 混音器 351

8.10.9 錄音 357

8.11 Cinemachine相機 359

8.11.1 Cinemachine相機的下載與安裝 359

8.11.2 Cinemachine相機的使用方法 359

8.12 Timeline的使用 360

8.13 多場景編輯——Multi-Scene Editing 361

8.13.1 多場景編輯的基礎操作 361

8.13.2 多場景編輯的高級操作 363

8.13.3 多場景編輯模式還存在的問題 364

8.14 水特效 364

8.14.1 基礎知識 364

8.14.2 水特效案例 365

8.15 霧特效 367

8.15.1 霧效果基本原理 367

8.15.2 場景搭建及開發步驟 367

8.16 3D場景中的其他特效 371

8.16.1 光源周圍的光暈 371

8.16.2 面板渲染 371

8.16.3 投影器 372

8.17 本章小結 372

第9章 光影效果的使用 373

9.1 渲染路徑與顏色空間 373

9.1.1 渲染路徑 373

9.1.2 顏色空間 374

9.2 光源 375

9.2.1 點光源 375

9.2.2 平行光光源 376

9.2.3 聚光燈光源 377

9.2.4 區域光光源 377

9.2.5 發光材質 378

9.2.6 Cookies 378

9.2.7 光照過濾 378

9.3 陰影 379

9.3.1 陰影品質 379

9.3.2 陰影性能 381

9.4 光照貼圖 381

9.4.1 對場景進行光照烘焙 381

9.4.2 光照烘焙參數詳解 383

9.5 光探頭 386

9.5.1 Light Probes的使用 386

9.5.2 Light Probes應用細節 388

9.5.3 LPPV光探頭代理 388

9.6 法線貼圖 390

9.6.1 在Unity中使用法線貼圖 391

9.6.2 如何在3ds Max中製作法線貼圖 393

9.7 鏡頭光暈——Flare 394

9.8 反射探頭 395

9.8.1 反射探頭的使用 395

9.8.2 反射探頭屬性詳解 397

9.9 鏡子的開發 399

9.9.1 場景的搭建 399

9.9.2 鏡面著色器的開發 402

9.9.3 C#腳本的開發 403

9.10 真實水面效果的開發 405

9.10.1 基本原理 406

9.10.2 場景的搭建 407

9.10.3 C#腳本的開發 407

9.10.4 鏡面著色器的開發 410

9.11 本章小結 412

第10章 模型與動畫 413

10.1 3D模型導入 413

10.1.1 主流3D建模軟體的介紹 413

10.1.2 Unity與建模軟體單位的比例關係 414

10.1.3 將3D模型導入Unity 415

10.2 網格——Mesh 416

10.2.1 網格篩檢程式 416

10.2.2 Mesh的屬性和方法 416

10.2.3 Mesh的使用 417

10.2.4 使用Mesh使物體變形的簡單案例 417

10.3 協力廠商切割工具庫Shatter Toolkit的使用 422

10.3.1 Shatter Toolkit簡介 422

10.3.2 使用Shatter Toolkit的簡單 案例 424

10.4 舊版動畫系統 431

10.4.1 導入角色動畫資源 431

10.4.2 動畫控制器 432

10.4.3 動畫腳本 433

10.4.4 使用舊版動畫系統的簡單 案例 434

10.5 Mecanim動畫系統 437

10.5.1 角色動畫的配置 437

10.5.2 動畫控制器的創建 443

10.5.3 動畫控制器的配置 443

10.5.4 角色動畫的重定向 446

10.5.5 角色動畫的混合—— 創建動畫混合樹 449

10.5.6 角色動畫的混合—— 混合類型介紹 450

10.5.7 Mecanim中的代碼 控制 451

10.5.8 案例分析 456

10.6 動畫變形——Blend Shapes 459

10.7 本章小結 462

第11章 地形與尋路技術 463

11.1 地形引擎 463

11.1.1 地形的創建 463

11.1.2 灰度圖的使用 468

11.2 樹編輯器 469

11.2.1 屬性介紹 469

11.2.2 簡單案例 471

11.3 拖尾渲染器——Trail Renderer 473

11.3.1 背景介紹 473

11.3.2 拖尾渲染器屬性介紹 473

11.3.3 拖尾渲染器的使用 474

11.3.4 產生汽車輪胎刹車痕 案例 474

11.4 自動尋路技術 478

11.4.1 基礎知識 478

11.4.2 簡單案例 479

11.5 本章小結 483

第12章 遊戲資源更新 484

12.1 AssetBundle資源包 484

12.1.1 AssetBundle簡介 484

12.1.2 創建AssetBundle 484

12.1.3 AssetBundle的下載 487

12.1.4 AssetBundle的載入和 卸載 489

12.1.5 關於AssetBundle 490

12.1.6 本節小結 491

12.2 Lua熱更新 491

12.2.1 熱更新的基本介紹 492

12.2.2 XLua的基本介紹 493

12.2.3 XLua框架介紹 494

12.2.4 XLua常用方法介紹 495

12.2.5 XLua熱更新案例 497

12.2.6 熱更新伺服器配置 502

12.2.7 本節小結 504

12.3 本章小結 504

第13章 多執行緒技術與網路開發 505

13.1 多執行緒技術 505

13.1.1 多執行緒技術的基礎 知識 505

13.1.2 多執行緒技術用於大量 計算 506

13.1.3 多執行緒技術在網路開發中的 應用 508

13.2 UnityWebRequest類 511

13.2.1 用UnityWebRequest類下載 網路資源 512

13.2.2 場景搭建 512

13.3 JSON 514

13.3.1 JSON的基礎知識 514

13.3.2 JSON的解析 514

13.4 網路類——Network 515

13.4.1 靜態變數 515

13.4.2 靜態方法 518

13.4.3 消息發送 523

13.5 基於MLAPI開發網路遊戲 524

13.5.1 非授權伺服器和授權 伺服器 524

13.5.2 Network Manager組件 524

13.5.3 使用MLAPI進行開發 525

13.6 基於Photon伺服器開發網路遊戲 529

13.6.1 環境搭建 529

13.6.2 案例的效果預覽 530

13.6.3 案例場景的搭建 530

13.6.4 腳本的編寫 531

13.7 本章小結 533