UNITY 2D入门基础教程 (二)_unity pixels to units

首先我们来修正Camera.

修正相机Projection

在2D游戏中,通常希望相机使用正交视图而不是透视图.本教程的前面我们已经提到Unity默认是使用透视视图的相机.我们在Hierarchy视图中选择”Main Camera”,在相机组件中,将投影设置为正交投影.并调整调整它Transform组件里的Position为(0,0,-10).如下图:

你的Game视图现在像下图:

现在效果看上去与透视投影没什么区别,精灵不受距离相机的远近影响,那怎么放大背景使其充满屏幕呢?我们推荐改变Camera的Size属性.

Camera的Size定义了视图的尺寸.它的值是从视图中心到视图顶部的距离.换句话说这个值等于视图一半高度.视图的宽度基于视图的长宽比计算,如下图:

在本例中,我们需要将背景图片从上到下完全占满整个屏幕,并允许其水平滚动.背景图像的高度是640px,我们取一半,即320px.不过这并不是完全正确的.
在Project视图里选择background的父级查看Import Settings.
在精灵渲染器(Sprite Renderer)的”像素到单位(Pixels to Units)”默认值是100,如下图:

在Unity中,”单位(Units)”并不一定对应到屏幕上的像素.通常物体的大小都是相对于彼此的,可以假设单位为任何计量单位,如1 unit=1米.对于精灵,Unity以像素为单位来确定大小.

例如,准备将一个500px宽度的图像导成精灵.下表显示了将它用不同的”Pixels to Units”时所呈现出的精灵在X轴向上的差别.

不同”像素到单位(Pixels to Units)”的对比图.

background.png为640高,background精灵的”像素到单位(Pixels to Units)”比例为100,所以在Hierarchy视图中它将呈现为6.4个units高.正交相机的Size属性值是屏幕高度的一半,所以我们要设置相机尺寸(Size)为3.2个单位,如下图:

现在背景已经正确的充满了Game视图中,如下图:

正确的相机设置下的Game视图

现在背景图像显示正常了,你就可以看到图像质量的问题了.下面两张图片是图片对比:

当前设置的海滩

改变纹理设置后的海滩

上面这个问题是由于背景纹理在导入时压缩导致.我们可以通过改变导入设置修正它.

纠正导入设置

在Project视图选择background的父级再次显示导入设置(Import Settings),这次我们看底部的预览图.
这个预览窗口将显示纹理的尺寸,颜色信息和内存使用情况.正如下面截图中所看到的当前纹理大小为1024×320像素,但background.png实际为2048×640像素,这就意味着Unity缩小了50%以适应1024×1024纹理尺寸.

背景纹理默认设置预览

为了解决这个质量问题,在导入设置的底部选择如图所示的最大尺寸和格式设置:

导入设置默认选项卡

最大尺寸(Max Size)定义生成纹理所允许的最大尺寸,它是一个正方形,默认为1024px.同时图像深度默认为压缩的(Compressed).

我们可以为不同目标平台设置不同的值(例如iOS,网上及Android上),但本例中我们只处理默认(Default)选项卡.

在默认(Default)选项卡中,改最大尺寸(Max Size)到2040和点击应用(Apply)按钮.导入设置现在应该是这样的:

马上你就会看到无论是场景视图还是游戏视图,画质都很好.这是因为背景图像用了较少的压缩.下图显示了Game视图:

用了正确设置的游戏视图

在Inspector预览图中我们能看到背景纹理现在占用0.6MB内存,远高于之前的160KB:

增大纹理尺寸导致纹理内存占用增加了4倍(预览图的数字是四舍五入的).
对于一些纹理,我们可能需要单独调整Format值以提高需要的色彩质量,但是这会进一步增大内存占用.例如,如果你尝试改背景格式为16bits,你将看到纹理内存占用增长到2.5MB,改成真色彩(Truecolor)将会占用3.8MB.
但是,你看下面这两个不同版本的背景效果,会发现用Compressed(压缩)设置和Truecolor(真彩色)比起来差不多:

压缩纹理(Compressed)的背景

真彩色(Truecolor)的背景

由于压缩后的背景看起来很不错,同时节省很多内存占用,那么我们就选择压缩格式.现在背景和相机设置看起来都没问题了,我们需要找到 old lady和cat.

控制绘图顺序(Controlling Draw Order)

因为cat和enemy被绘制在了背景后面,所以我们看不到它们.可以调整游戏对象Z轴的位置,使对象靠近相机,我觉得这是一个非常好的方式,然而Unity现在支持图层排序(Sorting Layers),更适合处理这个问题.

在Hierarchy视图选择cat,把精灵渲染器的层排序(Sorting Layer)设置为Default,如下图:

点击Sorting Layer下拉框,你项目所有层都将呈现在这里,现在只有默认定义的Default层.

可以看到有”Add Sorting Layer…. “选项,点击+号,我们创建一个新的排序图层,命名为cat,同样的再创建两个层,分别是Enemies和Zombie.现在看起来如下图:

这些层将定义绘制顺序,Layer 0,名字是Default,是在最远最后面的,Layer 1,名字是Cats,在它的前面.
现在,已经添加的每个游戏物体都是被设定为Default层.背景图像在这层是没问题的,因为它在最后面,所以我们要更改其它精灵的层.
在Hierarchy视图选择cat的Sorting Layer为Cats.你会在场景视图和游戏视图里立刻看到cat出现了.

在新图层的cat

场景中能看见cat了

在Hierarchy视图中选择enemy的Sorting Layer到Enemies层.这样以来,你会看到老太太(old lady)显现在猫的前面,猫会不会绊倒欧巴桑?管它呢…

最后,将zombie的层设定为Zombie,确保所有精灵都在背景之上渲染,现在视图看起来像这样:

正确绘制顺序的游戏视图

注:精灵渲染器同样有个名为Order的属性,使用它可以调整相同排序层中精灵间顺序.

在本例中我们不需要调整Order属性,因为我们没有在同一个层里放不同的精灵.从我的测试结果来看,Unity在添加添加一个精灵到一个层的时候,将总会把最新的精灵画在层内旧精灵的前面.

给精灵编程

现在沙滩上散落着一些精灵,它们没有任何动作.教程这部分我们将完成它们的控制,我们会编写两段脚本,一个是僵尸的动画,另外一个是允许玩家控制僵尸的移动,其余的等你学会了自己写吧…

注:我们用C#(发音为”see-sharp”)写脚本,它很容易,如果你喜欢,也可以用JavaScript来写.

精灵动画(Animating Sprites)

首先我们添加一个脚本来制作僵尸的动画.在Hierarchy视图选择zombie并给它新建个脚本,命名为”ZombieAnimator”.下面动画演示了具体步骤:

在MonoDevelop中打开ZombieAnimator.cs,一般情况下在Unity双击ZombieAnimator文件就可以打开了.如下图:

Inspector视图中的SpriteAnimator脚本

Project视图中的SpriteAnimator

我们要让僵尸进行简单的行走动画,需要精灵动作表和一个循环速度.我们定义两个公共变量到脚本中:

public Sprite[] sprites;
public float framesPerSecond;

注:在C#中变量定义在所有大括号之外,标志着它是定义在类之内,所有函数之外.这不用特别理解明白,通常将它放在类的顶部,即任何函数定义之前.

公共变量将在Unity的编辑器中暴露出来,所以你可以直接修改它们的值而不用改变代码,哪怕是运行的时候!这个特性在实际使用中异常方便.

通过分配不同的精灵给SpriteRenderer组件来渲染动画.而不是在Update中调用动画,我们要在脚本开始运行时给它缓存个实例变量.

我们添加一个私有变量到ZombieAnimator:
private SpriteRenderer spriteRenderer;

私有变量是不会暴露在Unity编辑器中的,我们在Start中初始这个变量:

spriteRenderer = renderer as SpriteRenderer;

脚本子类MonoBehaviour可以获得变量同名的渲染器.对于显示精灵的游戏对象,渲染器将是SpriteRenderer.

注:可以在脚本里直接引用常见的对象,比较常见的如游戏对象的Transform,场景的main Camera.

我们添加如下代码在Update中:
int index = (int)(Time.timeSinceLevelLoad * framesPerSecond);
index = index % sprites.Length;
spriteRenderer.sprite = sprites[ index ];

关卡载入到当前的时间秒数 (更多信息请查阅文档的Time类)和每秒渲染的帧数相乘.如果动画帧是存储在一个无限长的数组里,得出的数就是数组中成员的索引数.

但是你知道数组成员不会是无限数量的,当动画帧数组播放一遍后你需要循环回到开始,通过执行模数(%)操作,即做两个数字之间的整除取余.换句话说你将得到0~数组总成员数之间的索引来控制动画帧的播放.写完上面脚本后保存,然后切换回Unity.在Hierarchy视图选择zombie会看到Zombie Animator脚本组件将显示刚才写的两个公共变量.

精灵数组字段里面没有内容,我们需要按照如下顺序添加精灵库到数组里:zombie_0, zombie_1, zombie_2, zombie_3, zombie_2, zombie_1,我最喜欢的做法是在Hierarchy视图里选择zombie,在Inspector视图右上角点击锁头图标,这样zombie的Inspector面板将会一直保持显示状态,即使你选择其它对象,它依旧会显示.

在Project视图中展开zombie纹理,单击zombie_0以选中它,然后按住shift键再点击zombie_3来选择4个僵尸精灵.

拖拽鼠标,可以看到一个绿色的加号的光标,拽到精灵数组那里,这时可以看到所选项都加到了精灵数组里.现在Zombie Animator脚本组件看起来应该是这样的:

然后只选择zombie_2以同样的方式追加到数组里,再追加个zombie_1,这时精灵数组将包含正确顺序的六个元素,就像这样:

精灵数组与六个元素

再次点击锁按钮解锁,如图:

Inspector视图解锁

最后,设置Frames Per Second到10,像下面这样:

运行一下游戏,你会看到可怕的僵尸…

注:你可以在运行时根据自己心情调整 Frames Per Second来找到一个合适的速度,但Unity停止播放后会重置这个调整的值,因此你要停下时一定要记录一下这个值在赋到 Frames Per Second上.

现在僵尸已经复活了,下一节我们要创建一个简单的控制器脚本让它行走起来.

控制精灵运动

在Hierarchy视图中选择zombie并添加一个新C#脚本,命名为”ZombieController”,你可能要一个年老的迈着沉重步伐的僵尸,也或者要一个比较年轻有活力的僵尸,可以通过移动速度来调整它们的姿态,便于我们微调,我们将它写为公共变量.

打开ZombieController.cs脚本并添加如下代码:

public float moveSpeed;

moveSpeed将存储一个units数,这个单位不是像素,而是僵尸每秒移动的速度.因为现在精灵是一个单位为100个像素,所以这个值可能需要相当小.

正如下面的动画,要做当用户点击鼠标后,僵尸沿着直线走到鼠标的那个点(或这用户是按住鼠标同时拖拽鼠标来改变僵尸新的位置).

平时很可能不会在每一帧都得到输入事件,所以当僵尸目的方向改变时我们需要存储僵尸的目的地方向.要做到这一点,我们要计算出指向僵尸行走方向的normalized向量(长度为1的向量).

添加如下变量到ZombieController中:

private Vector3 moveDirection;

虽然我们现在在做一个2D游戏,但是Unity仍旧使用的是3D坐标系,因此要改变对象位置的Vector3.虽然这里僵尸不会改变z轴的位置,我们可以用Vector2类型,但是我避免后面要在Vector2和Vector3两种类型转换的麻烦,我还是用Vector3了.

添加以下代码以便有输入时间时更新moveDirection:

// 1
Vector3 currentPosition = transform.position;
// 2
if( Input.GetButton("Fire1") ) {
// 3
Vector3 moveToward = Camera.main.ScreenToWorldPoint( Input.mousePosition );
// 4
moveDirection = moveToward - currentPosition;
moveDirection.z = 0;
moveDirection.Normalize();
}

下面说明一下刚才这段代码的用途:
我们要获得僵尸当前位置,所以将位置付给局部变量,然后判断鼠标左键(Fire1)是否被按下,用场景的main Camera,转换鼠标目前位置为世界坐标系,因为ScreenToWorldPoint不会影响到Z轴的值,所以这里我们直接用鼠标的位置来取得moveToward,计算移动的方向是用目标位置减去僵尸目前的位置,,因为你不想改变僵尸Z轴的位置,所以我们设置moveDirection的z值为0,并用Normalize将moveDirection变为长度为1的”单位长度(unit length)”.Unit length的向量用起来是很方便的,可以通过一个标量值,如moveSpeed乘以这个向量来让向量指向一个方向,而保持长度.后面会用到这个.

注:用Input来访问输入数据是比较通用的方法,一个项目默认定义了各种输入名称,比如Horizontal, Vertical, 和 Jump, Horizontal是检测操纵杆x轴的位置以及键盘左右箭头按钮状态.如果你需要获得水平方向的输入数据,可以直接用Horizontal来获取,而不用关心具体是怎么获取来的.

Fire1默认定义的是虚拟键之一,它注册的是一个操纵杆或鼠标的按钮0,而左control键是用Input.GetButton返回的布尔值获得的.代码将在鼠标按下的每一帧时更新moveDirection(不只是当初按下的那一阵).没错,这也意味着你可以通过键盘的左CTRL键来控制僵尸方向,只是还要用鼠标来掌舵.
在Edit\Project Settings\Input能看到关于InputManager设置.

下面我们添加下面的代码来做僵尸跟随鼠标走路的效果:

Vector3 target = moveDirection * moveSpeed + currentPosition;
transform.position = Vector3.Lerp( currentPosition, target, Time.deltaTime );

第一行是用来计算以moveSpeed速度单位让僵尸从当前位置移动到目标位置,也就是僵尸将按照当前位置朝向鼠标目标位置方向移动过去.
第二行使用Vector3.Lerp来计算当前位置与目标位置之前路径上僵尸的新位置,线性插值(Lerp)是为取两个值之间内插值的最便利方法.Lerp第三个参数取值范围是0~1,这意味着0时将返回你现在的位置点,值为1时将返回目标点,0.5时将返回它们的中点.我们这里用Time.deltaTime来作为第三个参数值,因为它是一秒钟的一小部分,很可能会小于1,会让你得到沿着起点到终点路径上的一些点,正因为Time.deltaTime任何时候都将接近于1,因此你可以得到一个不错的平滑运动.

保存这个脚本并切换回Unity.

运行游戏,点击某个地方让僵尸走过去,因为没有设定ZombieController的moveSpeed,所以它还不会走动,不用停止游戏,我们在Inspector面板中选择zombie找到Zombie Controller脚本组件改变移动速度为2,再次在沙滩上点击鼠标,你会看到僵尸走过去了.

在Inspector更改移动速度知道你觉得满意.根据你调整的移动速度,你可能还需要调整Zombie Animator脚本中的Frames Per Second来让僵尸动画与行走速度相匹配.
当你觉得满意的时候你记住现在设定的数值,然后停止游戏的运行,重新设定这些值好让下次运行时移动速度和动画是正确的.

这个时候,你有可能发现下面这些问题:
1.当游戏开始运行时,你会发现僵尸的腿在动,可它确实静止在那里的.
2.僵尸愉快的向右走出了屏幕.
3.他走路的时候并不看路.

在看完这个教程时你会解决它跑出屏幕的问题,所以现在暂时忽略这个问题.此外,如果它跑到了屏幕外面,只需再次点击沙滩,他有可能就会回来的.

再次回到MonoDevelop打开ZombieController.cs.
这个脚本用moveDirection来移动僵尸,但是只有当有输入事件的时候它才开始移动,为了让场景开始的时候它就前进,我们需要初始moveDirection指向它的右方.
在Start中添加下面这行:

moveDirection = Vector3.right;

这个点是在x轴的正方向上,换句话说它指向朝右的方向.

保存ZombieController.cs并回到Unity中再次播放游戏.
现在僵尸自己就跑了,接下来我们要让他看路走.
回到ZombieController.cs,添加一个公共变量在ZombieController中做为僵尸的扭率:

public float turnSpeed;

我们将用turnSpeed来控制僵尸定位自己方向的响应速度.
Unity内部是使用四元数表示旋转.如果你想了解四元数,可以看此链接:http://en.wikipedia.org/wiki/Quaternion,不过也许你看了后会觉得头脑发昏,但值得宽慰的是在Unity做2D游戏不用完全了解四元数是什么.
因为用 Quaternion.Euler 方法可以从一个欧拉角获得四元数.大多数人都习惯欧拉角,它包含单独的x,y,z的旋转角度.虽然它们因为如万向轴死锁(gimbal lock)等问题在3D创作中使用不太理想,但对于2D游戏来说,欧拉角是蛮好用的,我们可能只需要绕z轴旋转.

注:欲了解更多关于四元数,可以看我们这个教程OpenGL ES Transformations with Gestures(http://www.raywenderlich.com/50398/opengl-es-transformations-gestures)”.

最后我们在Update脚本里添加下面的代码:

float targetAngle = Mathf.Atan2(moveDirection.y, moveDirection.x) * Mathf.Rad2Deg;
transform.rotation =
Quaternion.Slerp( transform.rotation,
Quaternion.Euler( 0, 0, targetAngle ),
turnSpeed * Time.deltaTime );

我们来看一下这个代码,首先我们用Mathf.Atan2来找到x轴与moveDirection之间的角度.Mathf.Atan2将返回角度的弧度,所以要乘以Mathf.Rad2Deg来转换为角度.
然后用Quaternion.Slerp来转向您所计算的目标角度.
Quaternion.Slerp执行的是指定两个角度的球面线性插值.类似于前面我们用到的Vector3.Lerp,只是它是计算新的旋转,而不是计算新的位置.

此前,调用Vector3.Lerp,并用moveSpeed调整僵尸移动的距离,同时用turnSpeed做僵尸的面向角度处理.

以上就是ZombieController.cs脚本,保存它并回到Unity.
在Hierarchy视图选择zombie.设定Turn Speed到5,如下图:

运行游戏并点击周围的海滩,僵尸将始终朝向你鼠标点击的位置.

上面这些就是这个教程教你做Zombie Conga游戏的所有内容.通过”File\Save Scene as…. ”并命名为”CongaScene”保存场景.

下一节我们要讲一些只在Unity专业版(付费版本)才提供的功能,这些对于Zombie Conga游戏不是必要的,但你可能想了解更复杂项目的制作,就需要用到它-Sprite Packing.

精灵封装(Sprite Packing)-仅针对专业人员.

注:本节介绍的功能,只适用于Unity Pro中.你仍然可以在Unity free版本中直接使用一个纹理图集,可它需要你用不同的工具来创建生成纹理图集的图片文件.你同样可以在运行时将一些精灵压缩为图集切片,但是它会令你组织和使用资源变成很不直观的,因此我们这里不介绍这种方法.

播放游戏,并点击游戏视图顶部控制栏的Stats按钮查看渲染状态信息,如下图:

请注意,现在场景中因为没有进行配料(batching)优化,所以Draw calls看起来很多.

当然,Draw calls现在是正常的,因为现在场景里渲染了四个精灵,每一个精灵都用了一个独自的材质球.虽然现在只有四个draw calls,但真正的游戏中随着场景中对象和效果的增加,这个draw calls数也会增加,太多的draw calls会降低游戏性能,所以我们要仔细的组织精灵纹理,幸运的是有个基本的方法来帮助我们优化draw calls,就是将零散的精灵图片转换成精灵纹理图集.纹理图集(texture atlases)是由若干个小纹理组成的大纹理贴图,用于优化渲染时GPU的调用,这不是新技术,以前要我们用第三方工具或者手工创建它,而现在Unity可以帮我们自动创建它.

注:在Unity4.3.2版中的Sprite Packing仍处于开发者预览模式.

为了将精灵合并到图集里,首先需要修改其导入设置.
在Project视图中找到cat.png并打开Import Settings,这里注意名为Packing的标签属性. Packing标签用来定义精灵加入到纹理图集后的名称,可以是任何你想要的字符串.
在Packing标签中输入它的名字”toons”:

然后点击应用按钮保存设置,用同样的方法将enemy和zombie也命名一下.
然后从”Window\Sprite Packer”菜单中打开”Sprite Packer”,如果是4.3.2版本,有可能是” Window\Sprite Packer (Developer Preview)”这样的菜单,那么将会显示下面这样的错误提示:

正如你所见默认是禁用Sprite packing的,我们到”Edit\Project Settings\Editor”中把Sprite Packer的模式选为”Always Enabled”,像下图这样:

当选择”Always Enabled”后,你可以在build时候看到一个”only packing your Sprites for builds”选项.

再次从”Window\Sprite Packer”菜单打开Sprite Packer窗口,如下图:

黄色的文字是提醒你用的是一个功能的预览版.以后正式版就不会看到这个提醒文字了.

在这个窗口的左上方点击Pack按钮,你会看到精灵都排列在窗口里了,如下图:

再次运行游戏到游戏视图查看运行状态信息,你将看到现在只用了两个draw calls,比原来省了两个.

这样做的好处是显而易见的,精灵共享使用了材质球,优化了性能,同时做这个优化如此简单,何乐不为.

Sprite Packer的选项和问题

Sprite Packer窗口顶部包含一个控制栏,如下图:

1:视图中看到的是目前的图集.第一个下拉菜单是你使用过的Packing标签名称.可以选择它查看它的内容.
2:如果Sprite Packer帮你整合图集超过一张图,你需要通过第二个下拉菜单切换其它图集.
3:默认精灵在图集中的分配方法是按照DefaultPackerPolicy进行的,可以通过调整DefaultPackerPolicy来自定义分配方法,不过这个高级功能本教程就不介绍了.

有时候Unity会将我们本来要整合到一个图集拆分创建成多个地图集,并把名字加了序号.造成这个问题的原因是精灵纹理压缩格式不同.

例如:zombie.png我们设置的是16位颜色(16 bits),而enemy.png和cat.png是用的压缩格式(Compressed),那么Unity整合图集时,将会创建出两个图集,名称分别是”toons (Group 1)”和”toons (Group 2)”:

尽管这三个精灵有相同的Packing标签,但Unity仍旧创建了多个图集.为了确保图集最优化,我们要确保准备整合到同一个图集中的精灵的压缩格式相同.

正常情况下,将尽可能的减少精灵图集的总数,除非精灵太多,一张图集存不下,Unity会再次自动拆分图集,我们要用Packing标签合理安排精灵归属,尽可能做到精灵图集的最优化.

好了,本教程到此结束,可以从这里下载到完成的项目源码:(http://cdn5.raywenderlich.com/wp-content/uploads/2014/01/ZombieConga-Part1-complete.zip),官方出的中文字幕版2D工具视频教程:http://v.youku.com/v_show/id_XNjQxNDk0MTg4.html

原文:http://www.raywenderlich.com/61532/unity-2d-tutorial-getting-started,作者:Christopher LaPollo,由Xiaoke翻译,转载请注明来自http://www.1vr.cn