Unity3D学习笔记（8）——Roll A BALL样例学习

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这一章将学习一个简单的样例，根据实际的程序来学习U3D。

本文仅供个人记录和复习，不用于其他用途

如何查阅文档

在正式开始之前，先介绍一下如何查阅官方文档。首先就是按照 Help——Scripting Reference 的顺序打开文档：

如果你需要查找某一个类或者是方法，可以直接在搜索框中搜寻。

另外，每一个组件的右上方都有一个书本模样的图标，点击之后可以直接跳转到对应的文档中：

这里要说明一点，API 文档一般是包含了各种类的说明，而组件打开 Manual 文档则更多是介绍 U3D 中的各项功能：

我们无需通读整篇文档，可以根据需要一个个地学习，循序渐进。

初始化游戏环境

首先创建一个工程，保存当前场景。这里我是在 Assets 目录下创建了一个 Scenes 文件夹用于保存场景。由于这次只会用到一个场景，那么就将它取名为 main。

接下来创建一个地面，在 Hierarchy 窗口库中右键选择 3D Project —> Plane：

我们可以调整一下地面的坐标，把它重设为坐标系原点。

做完了地形，那么接下来就要导入游戏角色——球。创建一个球体，把它稍微往上移动一些，避免与地面重叠。由于地面默认的尺寸为 10*10，我们可以将它的 X 轴和 Z 轴放大两倍，这样地面就看起来大了不少。

在上图中，地面是深蓝色的。如果我们要为某一个物体添加颜色，那么就需要制作材质。创建一个新的文件夹，命名为 Materials，并在里面创建一个空材质。点击空材质，在属性栏中找到 Albedo 一项，选择你喜欢的颜色。

将材质与物体相连接，这样地面的颜色就改变了。连接的方法有很多种，比如直接拖动材质到场景视图中的地形上，或者是拖到 Hierarchy 窗口中的对象上，这两种方法是最简单的。

添加刚体组件

游戏的设定是用键盘操控一个小球，并用它来吃掉地面上的食物，从而获取分数。为了让小球具备物理属性，例如重力、碰撞体积、受力运动等等，我们就需要为其添加刚体组件。

添加的方法就是点击 Add Component，输入 Rigidbody 并添加。这时如果你再运行游戏，你就会发现小球从半空中掉落到了地面上，这说明小球已经受到了重力，同时还具备了碰撞体积。

既然小球已经落到了地面上，那么是时候让它滚动起来了。我们需要为小球创建一个脚本，并编写移动的逻辑：

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public class Player : MonoBehaviour {
    private Rigidbody rd;
    public int force = 5;
    // Use this for initialization
    void Start() {
        // 获取小球的刚体
        rd = GetComponent<Rigidbody>();
    }
    // Update is called once per frame
    void Update() {
        // Input.GetAxis()用于控制器脚本，这里可以简单地理解为读取水平和垂直两个方向的操作：WASD或者上下左右
        float h = Input.GetAxis("Horizontal");
        float v = Input.GetAxis("Vertical");
        // AddForce()为刚体施加一个力，Vector3表示三维向量，标识力的方向；force用于放大力的效果，整数
        rd.AddForce(new Vector3(h, 0, v) * force);
    }
}

代码不需要现在就理解，看看注释就好了。这里我简单的讲一下，该脚本是通过读取键盘的输入来控制小球的移动，像是WASD和方向键都是支持的。另外关于 force 变量，之所以要把它声明为 Public，是因为我想要在 Unity 的编辑器中调整这个力的倍数：

如上图所示，被声明为公共的成员属性都会标识在图像编辑器中，我们可以轻松地修改它的值。

运行游戏，小球已经能够自由地进行移动了。但问题又来了，小球在移动的时候，视角是不会动的，这样多少显得有些不好看。为了让视角运动起来，我们得设置摄像机的位置。

摄像机追随视角

我在上一章中的讲过，把一个物体设置为子对象，其位置会受到父对象的影响。那么，如果我们把主摄像机添加为小球的子对象，会发生什么呢？

如果你真的这么做了，并且运行了游戏，想必你的脑袋现在应该是晕乎乎的。没错，在小球滚动时，视角也会跟着它一起旋转。游戏在运行时，你可以观察一下场景视图，代表小球的坐标系是在不停地旋转的，所以这种方法是不可行的。

为了解决这个问题，我们需要创建一个脚本，用于控制摄像机与小球的距离，以达到跟随视角的效果：

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public class FollowTarget : MonoBehaviour {
    public Transform playerTransform;
    private Vector3 offset;
    // Use this for initialization
    void Start() {
        offset = transform.position - playerTransform.position;
    }
    // Update is called once per frame
    void Update() {
        transform.position = playerTransform.position + offset;
    }
}

代码很好理解，offset 代表了小球与摄像机的偏移量，根据小球的位置与偏移量便能算出摄像机应在的位置。你可能注意到了，我并没有对 playerTransform 进行初始化，所以我们要在编辑器中完成这一步：

将 Player 拖拽至 playerTransform 一栏，小球的位置便被赋给了 playerTransform，且会随着小球的位置进行改变（有点像指针）。做完这一步，摄像机的视角追随便完成了。

添加围墙

为了防止小球掉下去，我们得创建四面围墙，把小球挡在里面。具体步骤我就不说了，这里贴出围墙的部分参数：

添加食物

创建一个立方体，将其缩小为原来的两倍，并且设置偏转角度为(45, 45, 45)：

为了方便我们移动立方体，我们可以在工具栏将 Local 设置为 Global，这样移动时物体的坐标系将会改为世界坐标系，我们在拖动时就很方便了：

创建预制体

由于我们需要很多个食物，且还要为它们添加脚本，一个个地创建显然是不明智的。Unity 提供了预制体，可以让我们快速地创建多个相同的对象：

创建步骤很简单，将你想要的物体从 Hierarchy 窗口中拖到 Project 窗口即可。此时，PickUp 就成为了一个预制体，要使用的话可以直接把它拖到场景视图中：

这样做有什么好处呢？好处当然有，比如你随意选择一个方块，修改它的缩放比：

你会发现你的场景变成了下面这样：

预制体的作用不仅仅是复制物体，如果某一物体的参数发生了改变，那么其他复制体也将受到影响，这一点对于数量多的物体非常适用。

最终结果如下：

另外，为了管理方便，你可以创建一个空的对象，将所有的复制体放到它的目录下，方便进行整体管理。

碰撞检测

为了让游戏展示出小球吃掉食物的效果，我们就得在小球与食物碰撞时销毁掉食物。那么问题来了，如何在 Untiy3D 中执行碰撞检测呢？我们要用到下面这个组件：

所有的实体都会附带一个 Collider 组件，这个组件意味碰撞器，用于管理物体的碰撞事件。让我们在 Player 脚本里编写一个新的方法：

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void OnCollisionEnter(Collision collision) {
    // 获取碰撞到的物体身上的Collider组件
    string name = collision.collider.name;
    print(name);
}

OnCollisionEnter()方法属于刚体类，当物体与其他实体发生碰撞时便会调用这个方法。传入的参数 collision 代表了与当前物体发生碰撞的实体。

打开控制台，运行游戏，控制台打印出了一条信息：

显然，当小球落下时，地面是最先与小球发生碰撞的，所以控制台打印出了这条信息。接着，我们控制小球与食物进行碰撞：

看到了吗，只要是与小球产生了碰撞的物体，控制台都会打印出它的名字。懂得了这个方法，我们就可以进行下一个步骤了：

如上图，物体的属性栏中会有一个 Tag 属性，我们点击方框，选择 Add Tag：

然后再添加新的标签名PickUp。

最后，我们修改预制体的标签，这样所有的食物都有了一个共同的标签。

编写如下这段代码：

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void OnCollisionEnter(Collision collision) {
    if (collision.collider.tag == "PickUp") {
        // 销毁小球碰到的食物
        Destroy(collision.collider.gameObject);
    }
}

由于食物有了共同标签，那么我们就可以根据碰撞物体的名字来执行操作。对于被小球碰到食物，我们将其销毁：

触发检测

虽然我们已经做完了碰撞检测，但在游戏的过程中，每当小球碰到食物时，总是会被阻挡一下。按照我们预想的效果，食物是不应该有碰撞体积的，所以我们得换另外一种检测方法——触发检测。

说到触发检测，我就得先解释一下触发器。举个例子，当游戏人物走到大门前时，我们要让大门自动打开，那么大门前的这块区域便是触发器，而打开大门这一事件则是触发事件。触发器一般是没有实体的，但当游戏人物与之接触时，仍然可以触发预设的事件，而这个概念正是我们现在所需要的。

设置触发器很简单，找到 PickUp，将属性栏中的 Is Trigger 打上勾：

这样一来，碰撞器就转变成了触发器，而此时的食物也没有了碰撞体积：

修改代码，触发检测需要新添加一个方法：

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void OnTriggerEnter(Collider collider) {
    if (collider.tag == "PickUp") {
        Destroy(collider.gameObject);
    }
}

与碰撞检测的代码类似，获取触发的物体标签，根据标签进行销毁。

分数显示与游戏胜利

要在游戏中显示得分的话，就得用到 uGUI 了。这里只是一个简单的应用，之后我会更新 uGUI 的使用教程。

在 Hierarchy 窗口中右键选择 UI -> Text，Unity 会自动创建一个 Canvas。将场景视图切换到 2D，双击 Canvas 下的 Text：

在属性栏中点击方框，按住 Alt 并选择左上角显示：

稍微拖动一下 Text，让它与边框隔开一些。这样，Text 便被调整到了画面的左上角：

为了显示分数，我们得在脚本中获取 Text 对象。新建成员变量 Score 和 text：

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public Text text;
private int score = 0;

记得引入 UI 的头文件：

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using UnityEngine.UI;

当小球每吃掉一个食物时，就要增加分数并修改文本：

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score++;
text.text = score.ToString();

另外，在游戏结束时也应该出现胜利的字样。让我们在 Canvas 中新建一个文本 WinText，并在属性框中修改其内容、文字大小、居中、颜色：

一般来说，胜利画面是最后才显示的，最开始时应该将其隐藏起来。Unity 中的每个物体名字旁都有个小框，取消掉勾之后物体就不会显示：

我们要在脚本中加上判断，当分数达到 9 时视为胜利。为了控制 WinText 的显示，我们需要创建一个空的游戏对象，并用 WinText 为其赋值：

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public GameObject winText;

胜利条件的判断如下：

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if (score == 9) {
    winText.SetActive(true);
}

最终代码如下：

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using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
public class Player : MonoBehaviour {
    private Rigidbody rd;
    public int force = 5;
    public Text text;
    private int score = 0;
    public GameObject winText;
    // Use this for initialization
    void Start() {
        // 获取小球的刚体
        rd = GetComponent<Rigidbody>();
    }
    // Update is called once per frame
    void Update() {
        // Input.GetAxis()用于控制器脚本，这里可以简单地理解为读取水平和垂直两个方向的操作：WASD或者上下左右
        float h = Input.GetAxis("Horizontal");
        float v = Input.GetAxis("Vertical");
        // AddForce()为刚体施加一个力，这个力是三维向量；force用于放大力的效果，整数
        rd.AddForce(new Vector3(h, 0, v) * force);
    }
    // 触发检测
    void OnTriggerEnter(Collider collider) {
        if (collider.tag == "PickUp") {
            score++;
            text.text = score.ToString();
            if (score == 9) {
                winText.SetActive(true);
            }
            Destroy(collider.gameObject);
        }
    }
}

别忘了，我们创建的 text 和 winText 都是没有初始化的，记得在编辑器中将两个 UI 对象拖过去赋值：

游戏最终效果如下：

至此，游戏的基本逻辑就完成了。