Unity3D引擎入门&搭建一个FPS游戏Demo

一、unity3d简介(平台，应用范围，经典游戏)

Unity3d是当时最流行的游戏引擎之一，它具有可视化编辑器，并能通过编写脚本来自定义编辑器，能够快速开发出游戏原型，Unity3D还具有强大的跨平台能力，不但在部署目标方面跨平台(PC、Web、移动设备以及家用机)，还包括开发工具跨平台(能在Windows或Mac OS上开发游戏)。相比与RPGMaker的简陋或虚幻引擎的难以上手，Unity3D对于一个有编程基础的初学者上手轻而易举。用Untiy3D开发的游戏也不在少数，从手机游戏《纪念碑谷》到PC游戏《Cuphead》，数不胜数，同时由于Unity3D的强大引擎，也可以用来进行机器人仿真、火灾模拟等工作。

二、界面，基础操作(界面，创建场景，灯光系统，摄像机，组件，脚本语言)

1、界面

Unity3D的主界面和一些三维建模软件非常类似(例如，3DsMAX，C4D等)
左上角是scene视图，这里显示了场景中的物体并且可以对场景进行基础的操作；
左下角是Game视图，这是游戏运行时的主要界面；
Hierarchy视图，当前场景中物体目录；
Project视图，显示当前工程的文件夹等；
Inspector视图，当前选中的物体的属性以及组件。

2、基本操作

通过scene视图上的按钮可以对选择物体进行操作，也可以通过快捷键进行抓取(Q)、移动(W)、旋转(E)、放大®操作，鼠标中键平移场景，鼠标滚轮对场景进行缩放，按住Alt+鼠标左键可以旋转查看场景。

通过顶部的工具栏或在Hierarchy视图上右键，可以创建新的3D物体或2D物体，以及灯光、camera等。

在Project视图中，可以右键创建新的场景、预设、或者脚本文件。

Inspector上集成了物体的大部分属性，并可以通过Add Componment添加新的组件。

三、demo制作(坐标系统，视角控制，移动，碰撞，ray，敌人AI，预设，材质，etc)

Unity3D可以在官网上免费下载，只有制作者的游戏达到一定盈利后Unity才会抽取一定的分成，并且unity3d的官方社区具有大量的教程和中文文档，也非常适合自学。官网上最经典的游戏教程是《Space shooter》，每集教程都在五到十分钟，简单却能学到unity3d的很多基础知识，有兴趣的可以去官网上学习。接下来我们将通过一个FPS游戏Demo介绍Unity3d游戏制作流程。

首先打开Unity并且创建一个新的工程，在这个新的工程中，hierarchy视图中默认带有一个Main Camera 和Directional Light，其中Main Camera的视角即是Game视图。在接下来的制作中我们用不到这两个对象，现在我们把这两个对象delete掉。

在一个游戏中，首先要有场景，无论是马里奥的砖块世界还是英雄联盟的召唤师峡谷，有了场景，玩家才可以进行游戏。接下来让我们先搭建一个场景。

单击顶部工具栏的GameObject-3D Object-Cube，创建一个立方体（在hierarchy视图中右键创建同理），我们可以看到场景中出现了一个111的立方体。

选中这个立方体，通过scene工具栏上的移动、旋转、缩放工具可以任意修改这个立方体。

先把这个立方体拉伸作为地板，选中缩放工具（或者按快捷键R），可以看到立方体的坐标轴上的三个箭头变成了方块，按住鼠标拉动方块可以对立方体长宽高进行修改。另一种方法是更改inspector视图中的scale参数，选中cube，把它的scale设置为（50，1，50） 我们便制作出了地板。

接着通过同样的操作，创建新的object（也可以尝试创建别的立体形状），对他们位置，旋转，大小进行更改，完成整个场景的搭建。

TIPS:在场景中元素较多难以选中物体时，可以通过hierarchy视图选中物体，按F便可快速定位到scene中的物体位置。

创建好的场景

接着，创建一个empty，选中所有的物体，拖到这个empty下，使之成为GameObject的子类，接着把这个GameObject重命名成obstacles。

TIPS:场景中物体过多时，hierarchy中会比较杂乱，此时可以通过create empty创建一个空的GameObject来把相同的元素放在一起，以后如果要对这类物体进行整体操作，对这个空的GameObject进行操作即可。

有了基本的场景之后，我们便可以创建玩家控制的角色了，创建一个Capsule和camera，并把camera拖拽到Capsule上，并把camera的Position设为(0，0.5，1)。capsule便是我们要控制的角色了，capsule为角色的body，camera是角色的眼睛，也是game视图看到的场景。最后在hierarchy视图中把capsule重命名为player。

        capsule所代表的玩家在scene中的视图以及game视图。

概念:本地坐标和全局坐标，在Unity3D中，物体的坐标是基于它的父类的，上例中，camera的坐标（0，0.5，0）就是基于capsule的中心点的坐标，而capsule没有父类，或者可以看作是场景的子类，因此它的坐标就是在场景中的坐标，称为全局坐标。本地坐标和全局坐标的区别在接下来的控制代码中着很好的体现。

有了场景和角色，接下来便可以编写脚本控制角色移动了。首先我们要明白，Unity3d中对物体的所有改动都是基于组件（component）的，对立方体的移动、旋转、缩放是通过改动物体的Transform组件实现的，相应的我们可以看到在一个默认的GameObject中，除了Transform，还有Mesh Filter 和Mesh Renderer 和Box Collider组件，这些组件可以自由的添加和删除。

对于我们所控制的角色，我们不需要Box Collider，因此点击Box Collider组件右上角的齿轮，选择remove component，接着点击Add Component按钮，为player添加一个charactercontroller组件，这个组件可以让物体的行为表现的更像一个玩家。

                 更改后的player属性

在这些工作完成后，我们的游戏已经基本有了雏形，具有一个第一视角的角色，一个充满各种元素的场景，接着便可以为player编写控制代码了。

首先在project视图中右键创建一个新的文件夹，右键-create-folder，命名为Scripts，（这个文件夹用来存放所有的脚本文件，在一个大工程中，为所有的素材分好类是一个很好的习惯。）接着在这个文件夹下创建一个新的C# Script文件，命名为MouseControl，这个脚本用来控制鼠标的输入。

       创建好的MouseControl文件，Inspector中可以看到文件的代码预览

双击打开这个文件，我们可以看到代码的大致框架，在MouseControl类下，有两个默认函数，start()和Update()，start()函数只有在当前脚本加载时运行一次，update()函数在游戏运行每帧运行一次。要想响应鼠标的输入，我们只要把对鼠标输入的监听写在update()中即可，接着只要把MouseControl作为组件添加到player上，代码就能运作了。

代码详解：
在MouseControl脚本中，我们声明了public的枚举类型RotatioAxes(输入方式)，sensitivityHor（水平灵敏度），sensitivityVert（垂直灵敏度），以及MINVert，MAXVert（垂直控制最大最小角度），在Unity3d中，所有的public变量都可以在inspector视图中直接修改，所有把需要修改的变量设置为public，便可以方便的在unity中调试了。

如图所示，当前控制方式Axes的值为MouseXAndY，即为同时控制X轴和Y轴，水平和垂直灵敏度都是10，垂直控制角度为(-45°，45°)。

在Update()中我们为Axes的三种模式设置了不同的输入方式，Input.GetAxis()用于获取响应输入量的值，所有的输入量可以在Edit-Project Settings-Input中查到。

只控制水平移动，只要用transform下的Rotate()函数进行旋转即可，
Rotate(x,y,z)：根据对象的本地坐标绕轴旋转(x,y,z)度

只控制垂直移动，由于要限制垂直旋转在-45~45度内，再简单的用Rotate()函数就不行了(思考为什么)，这时要用transform.localEulerAngles设置对象的旋转值。

rotate()函数相当于使对象根据当前角度再旋转相应的角度，如果想让物体绕x轴旋转两圈，rotate(720，0，0)就可以了，而transform.localEulerAngles属性类似于物体transform组件中的Rotation属性，每个轴的范围在(0,360)。

同时控制水平和垂直旋转，同垂直控制，只要给物体的transform.localEulerAngles属性设置一个新的值就行了。

把MouseControl拖到player上，设置Axes为MouseXAndY按下unity3d顶部大大的播放键，这时在game视图中就可以轻松的控制镜头的转动了。接着，我们为角色添加移动代码。

创建新的脚本文件MoveController，跟鼠标控制一样，我们也声明了public变量：moveSpeed，用来方便修改移动速度。在这个脚本中，我们可以看到在start()函数中：
         characterController = GetComponent();
这句代码用来获取到角色上的CharacterController组件，每个对象上的component可以看成是一个个独立的模块，要想在一个模块中用到另一个模块的功能，就要用到ComponentType t = Component()来实例化一个组件的对象t，接着便可以用t来调用另一个component上的函数了。在这块代码中characterController变量(小写是变量)引用了对象上的CharacterController组件，并通过CharacterController组件上的Move()函数控制角色的移动。

通过对比前一个脚本代码，在这我们也可以通过设置transform的position值移动角色，但是我们可以想想，为什么之前要移除Box Collider组件(碰撞体)，而添加一个CharacterController组件。这是因为CharacterController中也包含碰撞体以及其他让角色的行为更像一个玩家的属性，因此在使用Move()函数时，在碰到边界或者障碍物便会产生碰撞而不会直接穿过，而通过position属性但组件设置不正确时有可能参产生”穿模”的情况。

这样基础的控制镜头和移动的代码就完成了，把这两个脚本都拖到player的组件上，并设置axes为MouseXAndY，按下play键，就可以自由的在场景中移动了。但我们仔细观察代码可以发现：
       movement = transform.TransformDirection(movement);
这句代码把本地坐标转换成了全局坐标，如果删除这句代码，对移动会产生什么影响，大家可以自己试试看。



除此之外，为角色添加重力、跳跃等功能也很简单，此处由于篇幅有限，留给大家自己尝试。

本篇教程仅面向对制作游戏感兴趣的初学者，文中并未涉及到灯光系统、天空盒、UI、粒子系统等更深入的功能介绍，仅作为抛砖引玉，希望能激发大家编程和制作游戏的热情。