Unity 基础学习（unity基本组成及常用功能介绍）

这篇文章作为B站史上最全Unity3D教程自学笔记，此篇笔记内容摘自up视频中ppt，致敬up，如有侵权行为，请联系删除，谢谢!

一、unity基础知识

I. 主要面板及作用

面板	作用
Scene	游戏制作过程中看到的游戏场景
Game	玩家视角看到的游戏过程场景
Hierarchy	游戏制作过程场景中的资源列表
Project	当前项目游戏制作者拥有的资源
Inspector	显示当前物体的基本配置和挂件信息

   工具栏下方有多种功能选择，分别对应场景移动、物体移动、物体旋转、物体缩放、矩形缩放、多功能、添加的编辑工具、轴心位置、坐标模式切换、播放、暂停、逐帧播放

II. 常用快建键

1. 按下鼠标滚轮拖动场景，滑动滚轮缩放场景。
2. 鼠标右键可旋转场景，点击后可通过左键移动场景。
3. 按下右键同时按下W/S/A/D/Q/E键可实现场景漫游。
4. 在Scene面板选中物体后按F键，或在Hierarchy面板双击
   物体，可将物体设置为场景视图的中心。
5. 按住alt键同时通过鼠标左键围绕某物体旋转场景，鼠标右
   键缩放场景。
6. Ctrl+D:复制所选物体。
7. 按下v键，鼠标选中物体移动到目标物体让两个物体贴合在一起。
8. 按下Ctrl，鼠标选中物体移动，每次移动固定距离。
9. 选中某个物体，按下Ctrl+Shift+F将物体设定到当前视角位置

I. Scene场景

一组相关联的游戏对象的集合，通常游戏中每个关卡就是一个场景，用于展现当前关卡中的所有物体。

II. GameObject游戏对象

运行时出现在场景中的游戏物体，例如∶人物、地形、树木…，是一种容器，可以挂载组件。在Hierarchy面板中，将一个物体拖拽到另外一个物体中构成父、子物体关系，子物体将继承父物体的移动，旋转和缩放属性，但子物体不影响父物体。

III. Component组件

是游戏对象的功能模块，每个组件都是一个类的实例。

i. Transform

    Transform的英文释义为转换，可以理解为在unity中每一个Object都是由实物物体和虚拟形态组成，每一个Object的移动、旋转等都是通过Transform的改变来实现的，而实物物体的作用就是让玩家能够通过视觉的直观感受看到Object所作出的一系列动作。
    Transform含有三个参数Position、Rotation、Scale分别代表Object所在位置的坐标、旋转角度和缩放大小，每个参数都是用三维坐标控制。
    Position：xyz坐标是根据Object所在的根场景所确定的，比如一个Object以整个世界为根场景，那么Position对应的就是Object所在的世界坐标，而如果以一个房子为根场景，那Position就是Object对应这个房子所在的坐标位置
    Rotation：改变xyz的大小对应以xyz为旋转轴产生相应的旋转角度
    Scale：改变xyz的值修改对应xyz方向的缩放大小

ii. Mesh Filter网格过滤器

用于从资源中获取网格信息，决定物体形状

iii. Mesh Renderer网格渲染器

从网格过滤器中获得几何形状，再根据变化组件定义的位置进行渲染，改变物体外观。
网格过滤器与网格渲染器联合使用，使模型显示到屏幕上。

IV. Material材质

物体的质地，指色彩、纹理、光滑度、透明度、反射率、折射率、发光度等。实际就是Shader的实例。

• Shader着色器:专门用来渲染3D图形的技术，可以使纹理以某种方式展现。实际就是一段嵌入到渲染管线中的程序，可以控制GPU运算图像效果的算法。
• Texture 纹理:附加到物体表面的贴图
  给材质添加纹理：将纹理拖拽到材质的Albedo前的方框中。
  给物体添加材质：将材质拖拽到Mesh Renderer组件的Material-Element中。
• 渲染模式
  – Opaque不透明，默认选项。
  – Transparent 透明，用于半透明和全透明物体，如玻璃。
  –Cutout镂空，用于完全透明或完全不透明物体，如栅栏。
  – Fade渐变，用于需要淡入淡出的物体。
• Main Maps
  Albedo基础贴图:决定物体表面纹理与颜色。
  Metallic金属:使用金属特性模拟外观。
  Specular 镜面反射:使用镜面特性模拟外观。
  Smoothness光滑度︰设置物体表面光滑程度
  Normal Map 法线贴图:描述物体表面凹凸程度。
  Emission自发光:控制物体表面自发光颜色和贴图。
  – None不影响环境
  – Realtime实时动态改变
  – Backed 烘焙生效
  Tiling平铺:沿着不同的轴，纹理平铺个数。
  Offset偏移∶滑动纹理。

i. 玻璃的制作

新建一个正方体调整大小，新建材质，将材质的Rendering Mode改为Tansparent，然后点击Albedo后的颜色选择，调节A（alpha）的大小，值越小越透明。

ii. 渐变效果

将Randering Mode改为Fade，操作同玻璃的制作。

V. Camera摄像机

附加了摄像机camera组件的游戏对象，向玩家捕获和显示世界的设备，场景中摄像机的数量不受限制

• 自带组件
  Transform变换组件
  Camera 摄像机∶向玩家捕获和显示世界
  Flare Layer耀斑层:激活可显示光源耀斑
  GUI Layer:激活可渲染二维GUI元素
  Audio Listener音频监听器:接收场景输入的音频源AudioSource并通过计算机的扬声器播放声音。
• 属性
  Clear Flags清除标识︰决定屏幕的空白部分如何处理
  Skybox天空盒:空白部分显示天空盒图案
  Solid Color纯色:空白部分显示背景颜色
  Depth Only仅深度:画中画效果时，小画面摄像机选择该项可清除屏幕空部分信息只保留物体颜色信息。
  Don’t Clear不清除:不清除任何颜色或深度缓存。
  Background 背景:所有元素绘制后，没有天空盒的情况下，剩余屏幕的颜色。
  Culling Mask选择遮蔽层:选择要照射的层Layer 。
  Projection投射方式:
  Perspective透视:透视图，物体具有近大远小效果。
  Orthographic正交:摄像机会均匀地渲染物体，没有透视感，通常小地图使用。
  Size大小(正交模式)∶摄影机视口的大小
  Field of view视野(透视模式)∶设置相机视野的远近距离
  Field of view裁剪面︰相机到开始和结束渲染的距离
  Near近:绘制的最近点。
  Far远:绘制的最远点。
  Viewport Rect 视口矩形∶标明这台相机视图将会在屏幕上绘制的屏幕坐标。
  X:摄像机视图的开始水平位置。
  Y:摄像机视图的开始垂直位置。
  W宽度:摄像机输出在屏幕上的宽度。
  H高度:摄像机输出在屏幕上的高度。
  Depth深度:相机在渲染顺序上的位置。具有较低深度的摄像机将在较高深度的摄像机之前渲染。

i. 小地图的制作

方法一：
    在Project面板中添加一个摄像机，命名为MapCamera，移除MapCamera的Audio Listener组件，并调整摄像机位置及旋转角度，使得摄像机可以观察到整个地图（如果要制作跟随主角移动的小地图，可以将摄像机设置为主角的子物体）。
    将MainCamera->Camera->Depth数值设置为0，将MapCamera的Depth设置为1，此时通过观察Game面板观察，通过改变MapCamera->ViewPort Reset->X、Y、W、H的值来调节MapCamera的显示大小和位置。
    一般小地图都是2D显示，所以将Projection修改为Orthographic，然后将Size大小调节到合适的值，但是当场景的形状不是规则时，就会多出一些除场景外的空白区域，这时选中MapCamera，将Clear Flags改为Depth only，这样空白区域就消失了。
    接着需要给玩家和怪物添加标识，让他们在地图上以一个小圆点或者三角形显示。新建一个Plane，命名为Mark，将其作为玩家的子物体，把它放置在人物的头顶，调节到合适的大小，然后可以从网上下载圆形或者三角形的透明图片，将其拖拽到Project面板中，接着新建一个Material，将图片拖拽到材质的Albedo前的方框中，并把Rendering Mode改为Cutout，将材质拖拽到Mark->Mesh Renderer->material->Element中，这样地图的人物标识就做完了。
    但是在MainCamera中也看的到Mark，所以需要将Mark设置为仅MapCamera可见，这时就需要用到Layer，选中Mark，点击Layer右侧，点击最下方Add Layer，添加一个MapMark，然后再次选中Mark，再次点击Layer右侧，勾选新添加的MapMark，接着选中MainCamera，将Camera->Culling Mask的MapMark取消勾选，而在MapCamera中则需要勾选MapMark，这样Mark就只在MapCamera中显示了，至此小地图的制作完成。
但是在实际的游戏制作当中，如果使用这种方法，存在两个摄像机对同一个场景进行拍摄，这样就会使得渲染工作加倍，所以优化的做法是在场景下方放置一个Plane，然后将从场景正上方拍摄到的情况做成一场图片，然后给到这个Plane，同样使用Layer，使得MapCamera只可以看见场景的图片和Mark，这就解决了存在两个摄像机需要重复渲染的问题。

VI. SkyBox天空盒

围绕整个场景的包装器，用于模拟天空的材质，天空盒材质种类:6 Sided，Procedural,Cubemap。

• 使用天空盒
  设置摄像机 Clear Flags属性为Skybox。
  方式一:摄像机添加组件Skybox
  skybor
  custom Skybox
  None (Material)
  方法二∶光照窗口
  Window - Lighting -Environment Lighting – Skybox
  可作为反射源将天空色彩反射到场景中物体。

• 6 Sided属性
  Tint Color色彩
  Exposure亮度
  Rotation旋转

• Procedural属性
  Sun太阳模式
  – None没有.
  – Simple简单
  – Hight Quality高质量
  Atmoshpere Thickness大气层厚度
  Ground地面颜色
  如果为Environment Lighting的Sun属性设置一个平行光，场景中会根据平行光角度自动创建太阳，并且位置随平行光旋转而改变。如果不设置，系统将默认选择场景中最亮的平行光。

VII. InstantOC

i. 渲染管线

• 顶点处理：接收模型顶点数据，坐标系转换。
• 图元装配组装面:连接相邻的顶点，绘制为三角面。
• 光栅化：计算三角面上的像素，并为后面着色阶段提供合理的插值
• 参数。
  像素处理：对每个像素区域进行着色，写入到缓存中。
• 缓存：一个存储像素数据的丙存块,最重要的缓存是帧缓存与深度缓存。
  帧缓存：存储每个像素的色彩，即渲染后的图像。帧缓存常常在显存中，显卡不断读取并输出到屏幕中。
  深度缓存z-buffer：存储像素的深度信息，即物体到摄像机的距离。光栅化时便计算各像素的深度值，如果新的深度值比现有值更近，则像素颜色被写到帧缓存，并替换深度缓存。

ii. Occlusion Culling即时遮挡剔除

即时遮挡剔除Instant Occlusion Culling
遮挡剔除:当物体被送进渲染流水线之前，将摄像机视角内看不到的物体进行剔除，从而减少了每帧渲染数据量，提高渲染性能。

• 步骤
  1.创建层
  2.为游戏物体指定层(将参与遮挡剔除)与标签(将自动附加
  IOClod脚本)
  3.物体添加碰撞器Collider组件
  4.摄像机附加脚本IOCcam
• 属性
  Layer mask :参与遮挡剔除的游戏对象层。
  IOC Tag :将为指定标签的游戏对象自动添加IOClod脚本对象。
  Samples :每帧摄像机发射的射线数目。数量多剔除效果好,但性能开销大。通常在150- 500之间。
  Rays FOV :射线视野，应大于摄像机视野Field of View。
  View Distance :视图距离,射线长度。将影响摄像机Clipping Planes -Far数值。
  Hide Delay :延迟隐藏,当物体被剔除时延迟的帧数，建议50- 100之间。
  PreCull Check :检查采集信息,建议勾选,可以提高剔除效率。
  Realtime Shadows :实时阴影,如果场景需要实时阴影，建议启用,确保剔除物体显示正常的阴影。

iii. LOD多细节层次

多细节层次Levels of Detail
LOD技术指根据物体模型的节点在显示环境中所处的位置和重要度,决定物体渲染的资源分配,降低非重要物体的面数和细节度,从而获得高效率的渲染运算。

• 步骤
  1.创建层
  2.创建空物体并将模型添加到其中,命名为: Lod 0
  Lod1Lod2
  3.为父物体指定层与标签
  4.父物体或子物体添加碰撞器组件
  5.摄像机附加脚本IOCcam
• 属性
  Lod 1 distance :摄像机到物体距离小于当前距离时，使
  用Lod_ 0模型。
  Lod 2 distance :摄像机到物体距离大于Lod1且小于当前
  距离时，使用Lod_ 1模型,大于当前值使用Lod 2模型。
  Lod Margin : LOD边缘,如果物体在LOD各阶段过渡时发
  生闪烁,尝试提高当前值。

VIII. 光照系统

i. Global Illumination全局光照

简称GI ,即全局光照。能够计算直接光、间接光、环境光以及反射光的光照系统。通过G算法可以使渲染出来的光照效果更为真实丰富。

• 属性
  Range范围:光从物体的中心发射的范围。仅适用于点光源和聚光灯。
  Spot Angle聚光角度:灯光的聚光角度。只适用于聚光灯。
  Color颜色:光线的颜色。
  Intensity强度:光线的明亮程度。
  Culling Mask选择遮蔽层:选择要照射的层L ayer.
  Shadow Type阴影类型: Hard 硬阴影、Soft 软阴影
  Strength硬度:阴影的黑暗程度。
  Resolution分辨率:设置阴影的细节程度。
  Bias偏移: 物体与阴影的偏移。
  通过Mesh Renderer组件启用禁用阴影
  Cast / Receive Shadows当前物体是否投射/接收阴影。
  Off不投射阴影, On投射阴影，Two Sided双面阴影，Shadows Only隐藏物体只投射阴影
  阴影剔除:设置显示阴影的距离
  Edit- > Project Settings-> Quality- > Shadows Disdance
• 直接光照
  从光源直接发出的光，通过Light组件实现。
  Type类型:灯光对象的当前类型
  Directional Light平行光:平行发射光线,可以照射场景里所有物体,用于模拟太阳。
  Point Light点光源:在灯光位置上向四周发射光线,可以照射其范围内的所有对象，用于模拟灯泡。
  Spot Light聚光灯:在灯光位置上向圆锥区域内发射光线，只有在这个区域内的物体才会受到光线照射,用于模拟探照灯。
  Area Light区域光:由一个面向一个方向发射光线，只照射该区域内物体,仅烘焙时有效,用在光线较为集中的区域。
• 环境光照
  作用于场景内所有物体的光照，通过Environment Lighting中Ambient控制。
  Ambient Source环境光源
  Skybox通过天空盒颜色设置环境光照
  Gradient梯度颜色
  Sky天空颜色、Equator 地平线颜色、Ground 地面颜色
  Ambient Color纯色
  Ambient Intensity环境光强度
  Ambient GI环境光GI模式
  Realtime实时更新,环境光源会改变选择此项。
  Backed烘焙，环境光源不会改变选择此项。
• 反射光照
  根据天空盒或立方体贴图计算的作用于所有物体的反射效果，通过Environment Lighting中Reflection 控制。
  Reflection Source反射源
  Skybox天空盒
  Resolution分辨率Compression 是否压缩
  Custom自定义
  Cubemap立方体贴图
  Reflection Intensity 反射强度
  Reflection Bounces使用Reflection Probe后允许不同游
  戏对象间来回反弹的次数。
• 间接光照
  物体表面在接受光照后反射出来的光。
  通过Light组件中Bounce Intensity反弹强度控制。
  可以通过Scene面板Irradiance模式查看间接光照。
  注意:
  只有标记 Lightmaping Static的物体才能产生间接反弹光照。

ii. 实时GI

Realtime GI
所谓"实时"是指在运行期间任意修改光源,而所有的变化可以立即更新。正是由于Unity 5引入了行业领先的实时全局光照技术，Enlighten系统,才可以在运行时产生间接光照，使场景更为真实丰富。

• 操作步骤:
  1.游戏对象设置为Lightmaping Static
  2.启用Lighting 面板的Precomputed Realtime GI
  3.点击Build按钮(如果勾选Auto编辑器会自动检测场景的改动修复光照效果)
• Precomputed Realtime GI
  Realtime Resolution :实时计算分辨率。
  CPU Usage : CPU利用率，值越大实时渲染效率越高。

iii. 烘焙GI

烘焙Lightmap
当场景包含大量物体时，实时光照和阴影对游戏性能有很大影响。使用烘焙技术,可以将光线效果预渲染成贴图再作用到物体上模拟光影，从而提高性能。适用于在性能较
低的设备上运行的程序。

• Baked GI
  Baked Resolution :烘焙光照贴图分辨率，建议比实时GI分辨率高10倍。
  Baked Padding :光照贴图中各形状间距，取值2到200。
  Compressed :是否压缩光照贴图,压缩则提高性能，缩小容量，但画质会降低。

iv. General GI

常规GI设置，同时适用于实时GI与烘焙GI。

• Directional Mode定向模式:
  Non - Directional无定向模式,使用1种光照贴图存储光照信息。
  Directional定向模式,使用2种光照贴图存储光照信息,相比之下效果更好，但空间占用更大。
  Direction Specular定向反射模式，使用4种光照贴图存储光照信息,效果最好,但占用空间最大。
• 除无定向模式外必须运行在GL ES2.0与SM2.0以上的设备。GLES指OpenGL ES针对移动端，从iPhone5s开始支持;SM指Shader Model针对PC端，目前大部分显卡支持。
  Indirect Intensity最终间接光照、反射光照的强度。1为默认强度,小于1则减低强度,大于1则增大强度。
  Bounce Boost增强间接光照。
  Default Parameters高级GI参数。
  Default默认
  Default - HighResolution高分辨率
  Default - LowResolution低分辨率
  Default - VeryL owResolution非常低的分辨率

v. 光源侦测 Light Probes

由于LightMapping只能作用于static物体,所以导致运动的物体与场景中的光线无法融合在一起,显得非常不真实。而Light Probes组件可以通过Probe收集光影信息,然后对运动物体邻近的几个Probe进行插值运算,最后将光照作用到物体上。

• 步骤
  1.创建游戏对象Light Probe Group.，
  2.添加侦测小球Add Probe.
  3.点击Build按钮。( 如果勾选Auto编辑器会自动检测
  场景的改动修复光照效果)
  4.勾选需要侦测物体的MeshRenderer组件的Use Light
  Probes属性。

IX. 声音

• Unity支持的音频文件格式:mp3，ogg，wav，aif，mod,it,s3m，xm。
• 声音分为2D、3D两类
  3D声音:有空间感,近大远小。
  2D声音:适合背景音乐。
• 在场景中产生声音, 主要依靠两个重要组件:
  Audio Listener音频监听器:接收场景中音频源AudioSource发出的声音,通过计算机的扬声器播放声音。
  Audio Source音频源
• Audio Source音频源:
  Audio Clip音频剪辑:需要播放的音频资源。
  Mute静音:如果启用,播放音频没有声音。
  Play On Awake唤醒播放:勾选后场景启动时自动播放。
  Loop循环:循环播放音频。
  Volume音量:音量大小
  Pitch音调:通过改变音调值调节音频播放速度。1是正常播放。
  Stereo Pan : 2D声音设置左右声道。
  Spatial Blend : 2D与3D声音切换。
• 3D Sound Settings
  3D声音设置
  Volume Rolloff音量衰减方式
  Min Distance开始衰减距离
  Max Distance结束衰减距离

X. Prefab 预制件

• 一种资源类型,可以多次在场景进行实例。
• 优点:对预制件的修改,可以同步到所有实例,从而提高开发效率。如果单独修改实例的属性值,则该值不再随预制件变化。
• Select键：通过预制件实例选择对应预制件。
• Revert键：放弃实例属性值,还原预制件属性值。
• Apply键：将某实例的修改应用到所有实例。

XI. Animation 动画

i. Animation View 动画视图

1. 通过动画视图可以直接创建和修改动画片段(AnimationClips)。
2. 显示动画视图: Window- Animation。

ii. 创建动画片段

1. 为物体添加Animation组件。
2. 在动画视图中创建片段。

iii. 时间线

• 可以单击时间线上的任何位置预览或修改动画片段。
• 数字显示为秒数和帧数。
  例如:1:30表示1秒和30帧
• 使用按钮跳到上一个或下一个关键帧，也可以键入特定数直接跳到该帧。

iv. 录制动画片段

• 录制步骤：

1. 点击录制按钮，开始录制动画。
2. 添加关键帧Add Property，选择组件类型。
3. 选择关键帧，调整时间点。
4. 在Scene或Inspector面板设置属性。
5. 点击录制按钮，结束录制动画。任何组件以及材质的属性都可进行动画处理,即使是自定义脚本组件的公共变量。

v. 常用API函数

1. bool isPlay= animation.isPlaying;
2. bool isPlay= animation.IsPlaying(动画名");
3. animation.Play(“动画名”);
4. animation.PlayQueued(动画名);
5. animation.CrossFade (“动画名”);
6. animation[“动画名”].speed = 5;
7. animation[“动画名”].wrapMode= WrapMode PingPong;
8. animation[“动画名”.length;
9. animation[“动画名”].time;

二、脚本

修改新建脚本初始化模板:
Unity\Editor\Data\Resources\ScriptTemplates，用Visual Studio 打开进行修改后保存。
在Unity中通过菜单设置修改默认的脚本编辑器:
Edit-Preferences-External Tools-External Script Editor

I. 脚本生命周期

Unity脚本从唤醒到销毁的过程。
消息:当满足某种条件Unity引擎自动调用的函数。
必然事件:http://docs.unity3d.com/Manual/ExecutionOrder.html

i. 初始阶段

Awake唤醒：当物体载入时立即调用1次;常用于在游戏开始前进行初始化,可以判断当满足某种条件执行此脚本this, enable=true。
OnEnable当可用：每当脚本对象启用时调用。
Start开始：物体载入且脚本对象启用时被调用1次。常用于数据或游戏逻辑初始化,执行时机晚于Awake.

ii. 物理阶段

FixedUpdate固定更新：脚本启用后,固定时间被调用，适用于对游戏对象做物理操作,例如移动等。
设置更新频率: “Edit” --> “Project Setting” - “Time” -->"Fixed Timestep"值，默认为0.02s。
OnCollisionXXX碰撞：当满足碰撞条件时调用。
OnTriggerXXX触发：当满足触发条件时调用。

iii. 游戏逻辑

Update更新：脚本启用后,每次渲染场景时调用,频率与设备性能及渲
染量有关。
LateUpdate延迟更新：在Update函数被调用后执行,适用于跟随逻辑。

iv. 输入事件

OnMouseEnter鼠标移入：鼠标移入到当前Collider时调用。
OnMouseOver鼠标经过：鼠标经过当前Collider时调用。
OnMouseExit鼠标离开：鼠标离开当前Collider时调用。
OnMouseDown鼠标按下：鼠标按下当前Collider时调用。
OnMouseUp鼠标抬起：鼠标在当前Collider上抬起时调用。

v. 场景渲染

OnBecameVisible 当可见：当Mesh Renderer在任何相机上可见时调用。
OnBecameInvisible 当不可见：当Mesh Renderer在任何相机上都不可见时调用。

vi. 结束阶段

OnDisable当不可用：对象变为不可用或附属游戏对象非激活状态时此函数被调用。
OnDestroy当销毁：当脚本销毁或附属的游戏对象被销毁时被调用。
OnApplicationQuit当程序结束：应用程序退出时被调用。

II. 调试

i. 使用Unity编辑器

将程序投入到实际运行中，通过开发工具进行测试，修正逻辑错误的过程。

1. 控制台调试
   Debug.Log(变量);
   print(变量);
2. 定义共有变量，程序运行后在检测面板查看数据

ii. 使用VS

准备工作:
(1)安装vs2019工具
(2)在Unity项目面板中导入: Visual Studio 2019 Tools
调试步骤:
(1)在可能出错的行添加断点
(2)启动调试
(3)在Unity中Play场景