Unity 3D 完全自学教程

Unity 作为一个成熟的游戏引擎，其设计和使用都是有层次的。《Unity 3D 完全自学教程》共 13 章，第 1 章至第 3 章为基础知识部分，主要介绍 Unity 的基本操作、基本概念、编写脚本的方法、导入和使用资源的方法，学完这部分内容后，你已经可以做出很多有趣的小游戏了。第 4 章至第 11 章主要介绍 Unity 重要的系统模块、功能，包括物理系统、UI 界面系统、动画系统、3D 数学基础、场景管理、导航系统、着色器系统、打包与发布等，读完以后可以掌握高级的开发技术并解决实际问题。第 12 章和第 13 章是两个有代表性的 Unity游戏示例，一个是 3D 跑酷游戏，另一个是 2D 的弹球游戏，综合展示了 Unity 的大部分功能，具有较强的代表性。除了这些内容，每章都会有一些小的示例，以方便大家实践并理解具体概念。由于实例部分的内容操作流程较多，不易用图文展现，本书还特别附赠了视频教程来方便读者学习。 《Unity 3D 完全自学教程》适合广大 Unity 初学者入门时使用，也适合 Unity 用户查阅和参考软件具体的使用方法、注意事项等，所以也可以作为一本 Unity 的参考手册使用。

马遥： 从高中时代就开始制作“文曲星”游戏，就此踏入游戏开发的世界。曾在像素软件公司开发大型网络游戏《寻仙》，创业时期曾主持开发多款手游和HTML 5游戏。后期专注于高性能游戏服务器的设计。平时喜欢研究动态语言和算法，擅长讲解复杂的算法和概念。Practical Game AI Programming 译者。目前专业从事游戏开发教育，教授Unity引擎的使用，希望带领更多人走进游戏开发的世界。 陈虹松： 拥有多年一线游戏开发工作经验，对Gameplay设计与实现的相关内容有着深入的理解，特别是动作游戏与回合制游戏。擅长分析游戏开发中的疑难问题。工作中的“填坑侠”，团队中的“万事屋”。参与项目有《次元召唤师》,《悠唐天下》等。希望把Unity理论与实践中的关键问题总结出来，让新手少走弯路，老手也能作为参考。 林凡超 拥有8年游戏行业研发经验，项目曾获得全球iOS Feature推荐。客户端与服务器兼修，擅长游戏框架设计。曾在龙渊网络、酷咔数字、维京游戏等多家著名游戏公司担任主程职位，对于行业发展及项目研发有较为深入的了解。擅长UE与Unity 3D等主流引擎，对多种游戏类型均有深度研究，参与过《兰空VOEZ》、《雾霾之下》、《禽兽三国》等项目。

第 1 章 初识 Unity /. 1
1.1 下载与安装 / 1
1.1.1 下载 Unity 安装程序 / 1
1.1.2 安装 Unity / 2
1.1.3 多版本并存 / 2
1.2 初次运行 / 2
1.2.1 工程页面 / 2
1.2.2 学习资料页面 / 3
1.2.3 新建工程 / 3
1.2.4 打开工程 / 3
1.3 工程窗口 / 4
1.3.1 基本功能 / 5
1.3.2 搜索功能 / 5
1.3.3 搜索资源商店 / 6
1.3.4 快捷键 / 7
1.4 场景视图窗口 / 8
1.4.1 浏览场景 / 8
1.4.2 场景辅助线框 / 8
1.4.3 修改物体的位置 /. 10
1.4.4 场景视图工具条 /. 14
1.5 辅助线框菜单 / 16
1.5.1 辅助线框 / 16
1.5.2 辅助图标 / 17
1.5.3 显示网格 / 18
1.5.4 选中时高亮和选中框线 . 18
1.5.5 内置组件的显示 /. 19
1.6 层级窗口 / 19
1.6.1 父子关系 / 19
1.6.2 将物体设置为子物体 20
1.6.3 同时编辑多个场景 /. 20
1.7 检视窗口 / 20
1.7.1 检视物体和选项 /.21
1.7.2 添加、删除组件 /.21
1.7.3 复制组件或组件参数 22
1.7.4 查看脚本参数 /.22
1.7.5 查看素材 /23
1.7.6 工程设置 /24
1.7.7 修改组件的顺序 /.24
1.8 工具栏 /.25
1.9 游戏视图窗口 /25
1.9.1 播放和暂停 /26
1.9.2 游戏视图的工具条 /.26
1.9.3 自定义 Unity 的开发环境 27
1.10 Unity 的常用快捷键 /29
1.11 动手搭建游戏场景/31
1.12 2D 与 3D 工程的区别 /36
1.13 总结 /37
第 2 章 开始 Unity 游戏开发 / 39
2.1 场景 /39
2.1.1 场景的概念 /39
2.1.2 保存场景 /40
2.1.3 打开场景 /40
2.2 游戏物体 /40
2.3 组件 /41
2.3.1 变换组件 /41
2.3.2 其他组件 /42
2.4 使用组件 /42
2.4.1 添加组件 /43
2.4.2 编辑组件 /44
2.4.3 组件选项菜单 /45
2.4.4 测试组件参数 /45
2.5 最基本的组件 — 变换组件 /46
2.5.1 属性列表 /46
2.5.2 编辑变换组件 /46
2.5.3 父子关系 /47
2.5.4 非等比缩放的问题 /47
2.5.5 关于缩放和物体大小的问题/48
2.5.6 变换组件的其他注意事项 / 48
2.6 脚本与组件操作 /49
2.6.1 创建和使用脚本 /49
2.6.2 初识脚本 / 49
2.6.3 用脚本控制游戏物体 50
2.6.4 变量与检视窗口 /51
2.6.5 通过组件控制游戏物体 /52
2.6.6 访问其他游戏物体 /53
2.6.7 常用的事件函数 /.55
2.6.8 时间和帧率 / 56
2.6.9 创建和销毁物体 /.57
2.6.10 使游戏物体或组件无效化 /58
2.6.11 父物体无效化 / 58
2.7 脚本组件的生命期 /58
2.8 标签 /61
2.8.1 为物体设置标签 /61
2.8.2 创建新的标签 /62
2.8.3 小提示 / 62
2.9 静态物体 / 62
2.10 层级 /63
2.10.1 新建层级 / 63
2.10.2 为物体指定层级 /64
2.10.3 仅渲染场景的一部分 /64
2.10.4 选择性的射线检测 /65
2.11 预制体 / 66
2.11.1 使用预制体 / 66
2.11.2 通过游戏物体实例修改预制体 /67
2.11.3 在运行时实例化预制体 /67
2.12 保存工程的注意事项 / 71
2.12.1 保存当前场景 / 71
2.12.2 保存工程 / 72
2.12.3 不需要保存的改动 /73
2.13 输入 /74
2.13.1 传统输入设备与虚拟输入轴 /74
2.13.2 移动设备的输入 /77
2.13.3 VR 输入概览 / 81
2.14 方向与旋转的表示方法 / 81
2.14.1 欧拉角 / 81
2.14.2 四元数 /82
2.14.3 直接使用四元数 /83
2.14.4 在动画中表示旋转 /84
2.15 灯光 /85
2.15.1 渲染路径 /85
2.15.2 灯光的种类 /86
2.15.3 灯光设置详解 /89
2.15.4 使用灯光 /90
2.16 摄像机 /91
2.16.1 属性介绍 /91
2.16.2 细节 /93
2.16.3 渲染路径 /93
2.16.4 清除标记 /93
2.16.5 剪切面 /95
2.16.6 剔除遮罩 /96
2.16.7 视图矩形 /96
2.16.8 正交摄像机 /96
2.16.9 渲染贴图 /96
2.16.10 显示目标 /97
2.16.11 其他提示 /97
2.17 开始做游戏吧 /97
第 3 章 资源工作流程 / 98
3.1 内置的基础物体/98
3.1.1 立方体 /98
3.1.2 球体 /99
3.1.3 胶囊体 /99
3.1.4 柱体 /99
3.1.5 平面 /.100
3.1.6 四边形 / 100
3.2 资源导入 / 101
3.3 资源导入设置 / 103
3.4 导入图片资源的设置 / 103
3.4.1 图片资源的导入方式 /103
3.4.2 图片纹理的类型 /104
3.5 模型资源的导入流程 /110
3.5.1 导入人形动画 / 111
3.5.2 导入非人形动画 / 113
3.5.3 模型资源导入设置 /115
3.6 声音资源的导入设置 / 137
3.7 从资源商店导入资源 / 137
3.7.1 进入资源商店和选购 /137
3.7.2 下载的资源文件的存储位置 /138
3.8 资源包 / 139
3.8.1 导入包 / 139
3.8.2 导出包 / 140
3.8.3 导出更新包 / 141
3.9 标准资源 / 142
第 4 章 物理 /143
4.1 简介 /143
4.2 概述基本概念 /143
4.2.1 刚体 /143
4.2.2 休眠 /144
4.2.3 碰撞体 / 144
4.2.4 物理材质 / 145
4.2.5 触发器 / 145
4.2.6 碰撞与脚本行为 /145
4.2.7 对碰撞体按照处理方式分类 /145
4.2.8 碰撞事件触发表 /.146
4.2.9 物理关节 / 147
4.2.10 角色控制器 / 147
4.3 刚体 /148
4.3.1 属性介绍 / 148
4.3.2 父子关系 / 149
4.3.3 脚本问题 / 149
4.3.4 刚体和动画 / 149
4.3.5 刚体和碰撞体 /. 150
4.3.6 组合碰撞体 / 150
4.3.7 连续碰撞检测 / 150
4.3.8 比例和单位的重要性 / 151
4.3.9 其他问题 / 152
4.4 盒子碰撞体 / 152
4.5 胶囊碰撞体 / 152
4.6 网格碰撞体 / 153
4.6.1 属性 /153
4.6.2 限制条件和解决方法 / 154
4.6.3 其他问题 / 155
4.7 球体碰撞体 / 155
4.8 地形碰撞体 / 156
4.9 物理材质 / 156
4.10 固定关节 / 157
4.11 铰链关节 / 158
4.12 弹簧关节 / 160
4.13 角色控制器 / 161
4.13.1 属性 / 161
4.13.2 详细说明 / 162
4.13.3 调整参数的技巧 / 162
4.13.4 防止角色被卡住 / 162
4.13.5 小技巧 / 163
4.14 常量力 / 163
4.14.1 属性 / 163
4.14.2 小技巧 / 163
4.15 车轮碰撞体 / 163
4.15.1 属性 / 164
4.15.2 详细说明 / 164
4.15.3 具体的设置方法 /165
4.15.4 碰撞体的外形问题 /165
4.15.5 车轮阻尼曲线 /.165
4.15.6 小技巧 / 166
4.16 车辆创建入门 / 166
4.16.1 创建车辆的基本框架 / 166
4.16.2 可控制的车辆 / 167
4.16.3 车轮的外观 /168
4.17 物理系统的实践 / 169
4.17.1 不倒翁的制作 / 169
4.17.2 锁链的制作 /.173
4.18 物理系统可视化调试/ 177
第 5 章 UI 界面 /181
5.1 UI 组件 /181
5.1.1 渲染组件 / 181
5.1.2 布局组件 / 183
5.1.3 显示组件 / 185
5.1.4 交互组件 / 187
5.1.5 事件功能 / 196
5.2 UI 进阶 /201
5.2.1 图集 /.201
5.2.2 图片格式 / 202
5.2.3 渲染顺序 / 202
5.2.4 实现圆盘转动的效果 /204
第 6 章 动画 /.210
6.1 基础概念 / 210
6.1.1 什么是帧 / 210
6.1.2 模型动画与非模型动画 . 210
6.1.3 动画混合的核心 — 插值与权重 211
6.2 Mecanim 动画系统 /. 211
6.2.1 动画系统的工作流 211
6.2.2 动画剪辑 / 213
6.3 动画控制器 / 223
6.3.1 动画状态机 / 223
6.3.2 动画层级 / 228
6.3.3 动画混合树 / 228
6.4 使用人形角色动画 /. 231
6.4.1 人形骨架映射 /. 231
6.4.2 人形动画身体遮罩 234
6.4.3 人形动画的重定向 235
6.4.4 逆向运动学 / 237
6.5 实践：实现一个带有动画且操作流畅的角色控制器 238
6.5.1 创建工程 / 238
6.5.2 模型下载 / 239
6.5.3 创建动画状态机 /. 239
6.5.4 配置动画状态机 /. 241
6.5.5 代码控制 / 243
第 7 章 游戏开发的数学基础 / 245
7.1 坐标系 / 245
7.1.1 左手坐标系、右手坐标系 /245
7.1.2 世界坐标系 / 246
7.1.3 局部坐标系 / 246
7.1.4 屏幕坐标系 / 247
7.2 向量 /248
7.2.1 向量的加法 / 248
7.2.2 向量的减法 / 248
7.2.3 点乘 /248
7.2.4 叉乘 / 249
7.2.5 Vector3 结构体 /249
7.2.6 位置与向量的区别和联系 /250
7.2.7 Vector3 的用法 /251
7.3 矩阵 /252
7.4 齐次坐标 / 253
7.5 四元数 / 253
7.5.1 概念 /253
7.5.2 结构体的简介 /254
7.5.3 四元数的操作示例 /255
7.6 本章小结 / 258
第 8 章 场景管理 / 259
8.1 多场景编辑 / 259
8.1.1 在编辑器中打开多个场景 /259
8.1.2 场景分隔栏菜单 /260
8.1.3 多场景烘焙光照贴图 /261
8.1.4 多场景烘焙寻路网格 /261
8.1.5 多场景烘焙遮挡剔除信息 /261
8.1.6 多场景运行游戏 /262
8.1.7 场景相关设置 /262
8.1.8 注意事项 / 262
8.2 运行时的场景管理 / 263
8.2.1 场景管理类 / 263
8.2.2 运行时切换场景 /263
8.2.3 切换场景时不销毁游戏物体 /265
8.2.4 异步加载场景 /266
第 9 章 导航系统 / 268
9.1 概述 /268
9.2 导航系统内部的工作机制 / 269
9.2.1 可行走区域 / 269
9.2.2 寻路算法 / 269
9.2.3 具体路径 / 270
9.2.4 避开障碍 / 270
9.2.5 让代理移动 / 270
9.2.6 全局导航与局部导航 /270
9.2.7 障碍的两个例子 /. 271
9.2.8 链接关系 / 271
9.3 导航系统的构建组件 / 271
9.3.1 导航代理组件 / 271
9.3.2 导航障碍物 / 273
9.3.3 网格链接组件 /.274
9.4 构建导航网格 /275
9.5 创建导航代理 /277
9.6 创建导航障碍物 /278
9.7 创建网格链接 /.279
9.8 自动构建网格链接 /.280
9.9 建立高度网格 / 281
9.10 导航区域和移动成本 / 282
9.10.1 寻路成本 / 283
9.10.2 区域类型 / 283
9.10.3 区域掩码 / 284
9.11 新版导航系统组件 / 284
9.11.1 导航网格表面组件 /284
9.11.2 导航网格修正组件 /286
9.11.3 导航修正区域组件 /287
9.11.4 导航网格链接组件 /287
9.11.5 构建导航网格的 API /289
9.12 与其他组件一起使用的问题 /291
9.12.1 导航代理组件与物理组件混用 /291
9.12.2 导航网格组件与动画组件混用 /291
第 10 章 着色器 / 293
10.1 Unity 着色器的简介 / 293
10.2 编写表面着色器/ 293
10.2.1 简介 / 294
10.2.2 预处理指令 /295
10.2.3 表面着色器的输入结构体 / 297
10.3 ShaderLab 简介 /297
10.3.1 语法 / 298
10.3.2 属性 / 298
10.3.3 子着色器与回滚 /298
10.3.4 例子 /298
10.4 材质、着色器、贴图的关系 /299
10.5 表面着色器的实例 / 300
10.5.1 从最简单的例子开始 /300
10.5.2 贴图 / 301
10.5.3 法线贴图 / 302
10.5.4 边缘发光 / 303
10.5.5 细节贴图 / 304
10.5.6 屏幕空间中的细节贴图 /305
10.5.7 立方体反射 / 306
10.5.8 世界空间切片 /307
10.5.9 修改顶点的位置 /308
10.5.10 逐顶点的数据处理 /309
10.5.11 调整最终颜色 / 310
10.5.12 雾 / 311
10.5.13 总结 / 312
第 11 章 打包与发布 / 313
11.1 打包设置 / 313
11.2 发布设置菜单 /313
11.3 发布为桌面程序/ 314
11.4 发布时的内部流程/ 314
11.5 发布为安卓应用程序/.315
11.5.1 JDK 概述 / 315
11.5.2 JDK 的下载、安装 /315
11.5.3 配置环境变量 /316
11.5.4 SDK 概述 /317
11.5.5 下载安卓 SDK / 317
11.5.6 导出设置 / 319
第 12 章 示例教程——跑酷游戏 / 323
12.1 准备工具 / 323
12.2 分析需求 / 323
12.3 控制人物动作 /323
12.4 生成地图 / 324
12.4.1 创建地图模板 /324
12.4.2 设置地图生成规则 /325
12.4.3 使地图运动 /326
12.4.4 生成道具 / 329
12.4.5 复杂地形 / 330
12.5 控制人物 / 333
12.5.1 分析人物动作 / 333
12.5.2 添加角色控制器 /333
12.5.3 向前移动 / 333
12.5.4 左右移动 / 334
12.5.5 左转与右转 /334
12.5.6 跳跃与下滑 /334
12.5.7 播放道路动画 /335
12.6 游戏音效 / 336
12.6.1 背景音效 / 336
12.6.2 道具音效 / 336
12.7 显示得分 / 337
12.8 触摸控制 / 338
12.8.1 向量的点乘 /338
12.8.2 代码实现 / 339
第 13 章 示例教程——2D 物理弹球 /343
13.1 游戏玩法 / 343
13.2 分析需求 / 345
13.3 搭建场景 / 345
13.3.1 砌墙（限定小球的活动区域）/345
13.3.2 创建枪口（用于初始化小球的发射位置）/346
13.3.3 显示分数 / 347
13.3.4 创建小球 / 347
13.3.5 创建道具预制件 /347
13.3.6 创建几何图形 /352
13.3.7 创建关卡 / 353
13.3.8 发射 / 359
13.3.9 小球寻路 / 362
13.3.10 菜单面板 / 364
13.3.11 总结 / 366