Unity3D数字孪生开发笔记——软件基础篇

一、常用快捷键

1、按下鼠标滚轮拖动场景，滑动滚轮缩放场景；
2、点击鼠标右键同时按下W/S/A/D/Q/E键可实现场景漫游；
3、在Scene面板选中物体有按下F键，或者在Hierarchy面板双击物体，可将物体设置为场景视图的中心；
4、按住Alt同时通过戍边左键围绕某物体旋转场景，鼠标右键缩放场景；
5、顶点吸附：选择物体后按住V键，定位顶点，再拖拽到目标物体某个顶点；

二、组件功能

1、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，可以是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

1、创建：Project面板下鼠标右键，Create–>Material

2、Rendering mode：
1>Opaque 不透明
2>Cutout 镂空（去掉透明通道）
3>Transparent 透明（需要更改Albedo后面中Color中的A值）
4>Fade 渐变（需要更改Albedo后面中Color中的A值）

3、Material（材质）只能给到含有Mesh Renderer组件的物体，纹理在Material下，Albedo属性前设置；

2、Camera

• 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

1、创建：SampleScene下鼠标右键–>Camera

2、Clear Flags（处理空白部分）：
1>Skybox 天空盒 ：围绕整个场景的包装器，用于模拟天空的材质
2>Solid color 纯色
3>Depth only 深度值大于主摄像机时，不显示空白
4>Don’t clear

3、多个Camera

• 通过修改Camera组件中Viewport Rect的值(整个屏幕看成1，(x,y)代表左下角，（w,h）代表右上角)，可控制Game中显示分屏
• 将需要在前面显示的屏的Depth调大
• 摄像机可以有多个，但Audio Listener只能有一个，创建Camera时会自动附带这个组件，将主摄像机的Audio Listener留下，其余删除，否则运行时会报错

4、做地图摄像机时，不要直接看场景，可准备一张真是地图图片，让照相机只看图片和人物头顶，可加快性能

3、Instant OC

1>渲染管线

图形数据在GPU上经过运算处理，最后输出到屏幕的过程

理解： 首先将经过CPU计算得到的顶点进行坐标系变换；其次，连接相邻顶点，构成三角面；再次，计算三角面中像素的值；然后，对每个像素进行着色处理，保存到帧缓存中；最后输出到屏幕。

1、顶点处理

• 接收模型顶点数据
• 坐标系转换

2、图元装配

• 连接相邻的顶点，绘制三角面

3、光栅化

• 计算三角面上的像素，并未后面着色阶段提供合理的插值参数

4、像素处理

• 对每个像素区域进行着色
• 写入到缓存中

5、缓存
一个存储像素数据的内存块，最重要的缓存时帧缓存与深度缓存

• 帧缓存：存储每个像素的色彩，即渲染后的图像，站换乘常常在显存中，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，即物体到射型及的距离，光栅化时便计算各像素的深度值，如果新的深度值比现在值更近，则像素颜色被写到帧缓存，并替换深度缓存

注意 ：不考虑光照的情况下，一个物体一个Draw call

2>Occlusion Culling

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

缺点：CPU有额外开销（需要计算物体到摄像机的距离）
适用于：物体分布较密集，有大量物体被遮挡

3>LOD

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效果

注意： 使用LOD时，模型必须命名为Lod-0、Lod-1……

缺点：CPU有额外开销、占用内存更多
适用于：场景存在高面模型，且高面模型有远近变化的场景

4、Light

1>Global Illumination

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GI算法，可以使渲染出来的光照效果更佳真是丰富

a>直接光照

从光源发出的光，通过Light组件实现

1、Type：
-Directional Light 平行光：平行发射光线，可以照射场景内所有物体，用于模拟太阳
-Point Light 点光源：在灯光位置向四周发射光线，可以照射其范围内的所有对象，用于模拟灯泡
-Spot Light 聚光灯：在灯光位置向圆锥区域发射光线，哉悠哉这个区域内的所有物体才会受到光线照射，用于模拟探照灯
-Area Light 区域光：有一个面向一个方向发射光线，只照射该区域内物体，仅烘培时有效，用在关系概念较为集中的区域

2、阴影剔除：设置现设阴影的距离
Edit–>Project Settings–>Quality–>Shadows Disdance

b>环境光照

作用于场景内所有物体的光照，通过Environment Lighting 中的Ambient 控制

1、Ambient Source ：
-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

c>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 中的Reflection 控制

1、Reflection Source：
-Skybox 天空盒

-Custom 自定义

• Cubemap 立方体贴图

d>间接光照

物体表面在接受关照后反射出来的光，通过Light组件中的Bounce Intensity 反弹强度控制，可以在Scene 面板Irradiance模式查看简介光照

注意： 只有标记Lightmaping Static 的物体才能产生间接反弹光照

2>Realtime GI

实时GI: 在运行期间任意修改光源，而所有的变化可以立即更新

1、操作步骤：

• 游戏对象设置为Lightingmap Static
• 启用Lighting 面板的Precomputed Realtime GI
• 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）

3>Lightmap

烘焙：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。

注意： 只有标记Lightmaping Static 的物体才能使用烘焙

4>Light Probes

光源侦测：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。

5、声音

1、Unity支持的音频文件格式：mp3、ogg、wav、aif、mod、it、s3m、xm。

2、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

3、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Audio Source 发出的声音，通过计算机的扬声器播放声音
• Audio Source 音频源

三、其他

1、Mesh Filter 网格过滤器：用于从资源中获取网格，决定物体的形状；
2、Mesh Renderer 网格渲染器：决定物体的外观；

3、一个Project包含多个Scene，一个Scene包含多个GameObject，一个Gameobject包含多个Component；

4、创建父对象时，可先建立一个空的3D目标（Creat Empty），然后将子对象全都拖入空对象，经过Reset后再做调整；
5、子对象的坐标轴时相对于父对象的：移动父对象，子对象的Position不发生变化；旋转父对象，子对象的Rotation不发生变化；

6、2D图片的要求：
1>背景图片，一般为JPG
2>人物、道具等其他照片，一般为PNG（背景透明）
Unity可接受图片类型：PNG、JPG、PSD