Unity 3D脚本编程与游戏开发（1.2）_unity 3d脚本编程与游戏开发 配套工程

1.2 触发器事件

        知道了物体如何移动，下⼀步就得知道如何判断⼀个物体是否碰到了另⼀个物体，这也是绝⼤部分游戏都需要⽤到的功能。例如，在经典游戏PONG中，球碰到边界和挡板会反弹；《超级⻢⾥奥兄弟》中的⻢⾥奥碰到蘑菇就会变⼤。
        实际上，抛开⾼级游戏引擎提供的各种技术，直接判断物体之间的距离就⾜以实现碰撞检测，即两个物体之间的距离⼩于某个值，就是碰到了。早期的游戏就是这么做的，即便在今天，对某些需要特别优化的功能也可以⽤这种⽅法。
        不过Unity等现代游戏引擎给出了更统⼀、更简便的⽅法——使⽤触发器。
        触发器是⼀个组件，它定义了⼀个范围。当其他带有碰撞体组件的物体进⼊了这个范围时，就会产⽣⼀个触发事件，脚本捕捉到这个事件的时候，就可以做出相应的处理。

1.2.1 创建触发器

        在之前的⼩球旁边创建⼀个⽴⽅体。创建的⽴⽅体已经⾃带碰撞体，即Box Collider，可以在Inspector窗⼝中看到，默认该碰撞体的范围就是⽴⽅体的范围，如图1-10所⽰。

        在Unity中，触发器和碰撞体共⽤了同⼀种组件——Collider，实际上两者是不同的概念。勾选Box Collider⾯板中的Is Trigger选项，碰撞体就变成了同样外形的触发器，如图1-11所⽰。

        并不是任何物体进⼊触发器的范围都会产⽣触发事件。产⽣触发事件的具体要求将在第3章物理系统中进⾏讨论。这⾥需要做的是，给⼩球添加⼀个Rigidbody（刚体）组件，并勾选Is Kinematic（动⼒学）选项，其他选项不重要，如图1-12所⽰。

        做完以上步骤，碰撞的场景设置就完成了，接下来讲解如何编写脚本来处理触发事件。

1.2.2 触发器事件函数

        碰撞和触发总是发⽣在两个物体之间，所以根据不同情况，可以选择其中⼀个物体进⾏碰撞或触发的处理。当前按照常规思路，被碰到的物体应该是⽴⽅体，因此给⽴⽅体新建⼀个脚本并挂载，取名Coin，⽤于处理碰撞。
        触发事件实际上有3种，即开始触发（OnTriggerEnter）、触发持续中（OnTriggerStay）及结束触发（OnTriggerExit），分别代表另⼀个物体进⼊触发范围、在触发范围内、离开触发范围这3个阶段。这⾥只介绍开始触发事件，Coin脚本内容如下。

using UnityEngine;
public class Coin : MonoBehaviour {
// 触发开始事件OnTriggerEnter，参数为碰撞体信息，即另⼀个
进⼊了该触发区域的物体的碰撞体
private void OnTriggerEnter(Collider other)
{
Debug.Log(other.name + " 碰到了我");
}
}

        以上代码会接收到其他碰撞体进⼊触发区域的事件，且能获得该碰撞体的信息。上⾯的代码利⽤other.name输出了进⼊触发范围的物体名称。
        现在运⾏游戏进⾏测试。测试⽅法是先运⾏游戏，再直接在场景窗⼝中拖曳球体，让它和⽴⽅体接触，然后观察Console窗⼝是否出现了消息提⽰，如图1-13所⽰。

        可以看到，触发时Console窗⼝输出了消息，⽽且获得了物体名称Sphere。

1.2.3 实例：吃⾦币

        通过控制物体的运动和触发器，很容易做出游戏中吃⾦币和⾦币消失的效果，下⾯就来实际操作⼀下。

01 为更好地测试，先在前⾯例⼦的基础上调整镜头位置，变成俯视⾓投。操作⽅法提⽰：摄像机位置归0，沿x轴转90°，然后适当沿y轴升⾼。摄像机的参考位置和旋转⾓度如图1-14所⽰。

02 新建球体，位置归0。挂载之前⽤过的Ball脚本，然后添加Rigidbody组件，并勾选Is Kinematic选项，与第1.2.1⼩节设置相同。
03 新建⽴⽅体，位置归0，向右平移摆放到球体旁边。
04 为了让“⾦币”更醒⽬，给⽴⽅体添加⼀个⾦⻩⾊材质。先在Project窗⼝中新建⼀个Material（材质），如图1-15所⽰。

05 将材质命名为matCoin，如图1-16所⽰。

06 选中新建的材质，在Inspector窗⼝中将它的颜⾊修改为明亮的⻩⾊，如图1-17所⽰。

 07 将材质⽂件直接拖曳到场景中的⽴⽅体上，⽴⽅体就变成了⻩⾊。这时选中⽴⽅体，在Inspector窗⼝中可以看到材质名称已经变为matCoin了，如图1-18所⽰。

完成以上操作后，在Game窗⼝中看到的效果如图1-19所⽰。

        由于球体已挂载了之前的Ball脚本，因此可以根据输⼊进⾏移动。注意⽴⽅体要勾选Is Trigger选项，并挂载Coin脚本，设置与1.2.1⼩节相同。
        由于⾦币被碰撞到以后就应该消失，因此修改的Coin脚本如下。

using UnityEngine;
public class Coin : MonoBehaviour {
// 触发开始事件OnTriggerEnter，参数为碰撞体信息，即另⼀个进⼊了该
触发区域的物体的碰撞体
private void OnTriggerEnter(Collider other)
{
Debug.Log(other.name + " 碰到了我");
// 销毁⾃⼰
Destroy(gameObject);
}
}

        此处仅添加了⼀个Destroy()函数调⽤，该函数⽤于销毁物体，⽽参数gameObject指代的正是脚本所挂载到的物体。如何从物体找到组件，如何从组件找到物体，这些都会在第2章中详细讲解。
        测试游戏，⽤键盘控制⼩球，检查⼩球碰到⽴⽅体后，⽴⽅体是否消失。
        如果测试正常，就可以多复制⼏个⽴⽅体。选中⽴⽅体，按Ctrl+D快捷键就可以复制⽴⽅体，然后调整位置，如图1-20所⽰。

         如果读者阅读到了这⾥，且跟着指引完成了演⽰案例，那么就能明⽩编写脚本的基本流程，并理解移动、碰撞等基本操作中每⼀句代码的含义。如此⼀来，利⽤这些知识就能制作⼀个相对完整的⼩游戏了。

1.3 制作第⼀个游戏：3D滚球跑酷

        本节利⽤前⾯的知识来实现第⼀个较为完整的⼩游戏，如图1-21所⽰。

1.3.1 游戏设计

1. 功能点分析
        游戏中的⼩球会以恒定速度向前移动，⽽玩家控制着⼩球左右移动来躲避跑道中的⻩⾊障碍物。如果玩家能控制⼩球在跑道上移动⼀定距离则视为玩家通过关卡，触碰到障碍物或从跑道上掉落则视为失败。我们需要实现的功能点概括来说分为主⾓的运动、摄像机的移动和过关与失败的检测等。
2. 场景搭建
        01 创建项⽬。打开Unity Hub或者单独的Unity，初始模板选择3D，如图1-22所⽰。建议使⽤Unity 2018.3以后的版本，这⾥使⽤的Unity版本为2019.2.13f1。

02 创建场景内物体。在场景中新建⼀个Cube（⽴⽅体）作为跑道，将其⻓度改为1000，宽度改为8（即⽴⽅体z轴和x轴的scale），然后将其位置沿z轴前移480，如图1-23所⽰。

        03 新建⼀个Sphere（球体）作为玩家，重置它的初始位置（选择Transform组件右上⾓菜单中的Reset选项），按住Ctrl键拖曳球体的y轴，使其刚好移动到跑道上。
        04 新建若⼲个Cube（⽴⽅体）作为障碍物，⽤上⾯的⽅法铺在跑道上⾯。为了便于区分，新建两个材质分别作为跑道和障碍物的材质，调整好颜⾊后直接拖曳到物体上即可，如图1-24所⽰。

⼩知识
按住Ctrl键拖曳物体的作⽤按住Ctrl键拖曳物体会让其以⼀个固定值移动（可以在Edit→Snap Settings中修改这个固定值），调整物体的旋转和缩放时也是同理。这个功能在搭建场景时可以很⽅便地对⻬物体的位置，特别是当物体为同⼀规格⼤⼩时。Unity中还有很多类似的很⽅便的
快捷键，在⽤到时会介绍。

1.3.2 功能实现

1. 主⾓的移动
之前的实例中已经提到过如何控制⼩球的移动，因此此处不再赘述。与之前不同的是，在该案例的设计中，玩家只能控制⼩球左右移动，因此只需要获取横向的输⼊即可，纵向移动保持⼀个固定值。编辑好脚本后挂载在⼩球上，代码如下。

public class Player : MonoBehaviour
{
public float speed;
public float turnSpeed;
void Update()
{
float x = Input.GetAxis("Horizontal");
transform.Translate(x*turnSpeed*Time.deltaTime, 0,
speed * Time.deltaTime);
}
}

2. 摄像机的移动
摄像机移动的⽅法可以分为两种。⼀种是像控制⼩球⼀样为摄像机挂载控制脚本，使其与⼩球保持同步运动。另⼀种则更为简单直接，即将摄像机设置为⼩球的⼦物体，此时摄像机在没有其他代码控制的情况下会与⼩球保持相对静⽌，即随着⼩球移动。这⾥选择第⼆种⽅法，当设置好⽗⼦关系后调整摄像机到合适的⾼度和⾓度，如图1-25所⽰。

⼩提⽰
Unity中的⽗⼦关系⽗⼦关系是Unity中相当重要的⼀个概念，此处可以不⽤深究，
在第2章会详细说明。

1.3.3 游戏机制

1. 游戏失败
        有两种情况会导致游戏失败，⼀种是碰到了障碍物，另⼀种是⼩球从跑道边缘掉落。
        碰撞到障碍物与吃⾦币实例中的原理类似，将障碍物碰撞体上的IsTrigger选项勾选上，然后在障碍物脚本⾥的OnTriggerEnter()函数中检测碰撞。
        不过游戏中的障碍物可能会有许多个，如果要⼀个个地分别做上述修改显然很⿇烦，还容易遗漏。因此正确的做法是把其中⼀个障碍物设为Prefab（预制体），后⾯添加的障碍物都以这个Prefab为模板复制即可。
        最后注意，要检测物理碰撞还需要在⼩球上添加Rigidbody组件。为了避免不必要的物理计算消耗，在这个游戏中完全⽤代码控制⼩球的移动，物理系统仅做检测碰撞使⽤，因此⼩球Rigidbody组件上的IsKinematic选项要勾选上。障碍物脚本⾥的代码如下。

public class Barrier : MonoBehaviour
{
private void OnTriggerEnter(Collider other)
{
// 防⽌其他物体与障碍物的碰撞被检测，我们只需要障碍物与⼩球的碰
撞被检测到
if(other.name=="Player")
{
Time.timeScale = 0;
}
}
}

小知识：
什么是预制体？Time.timeScale是什么？
        预制体简单来说就是⼀个事先定义好的游戏物体，之后可以在游戏中反复使⽤。最简单的创建预制体的⽅法是直接将场景内的物体拖曳到Project窗⼝中，这时在Hierarchy（层级）窗⼝中所有与预制体关联的物体名称都会以蓝⾊显⽰（普通物体的名称是⿊⾊）。
关于预制体的内容会在第2章详细说明。
        Time.timeScale表⽰游戏的运⾏时间倍率，设置为0即表⽰游戏⾥的时间停滞，1即正常的时间流逝速度，2即两倍于正常的时间流逝速度，以此类推。
        ⼩球从跑道边缘掉落时也视为游戏结束。但是由于是直接⽤代码控制⼩球移动，与刚体有⼀点冲突，因此掉落部分的功能同样⽤代码来实现。在Player脚本⾥添加如下代码。

void Update()
{
……
// ⼀旦⼩球位置超出了跑道的范围则直接下落
if(transform.position.x<-4||transform.position.x>4)
{
transform.Translate(0, -10 * Time.deltaTime, 0);
}
// 下落⼀定距离之后游戏结束
if(transform.position.y<-20)
{
Time.timeScale = 0;
}
}

        当游戏失败结束时应该允许玩家重新开始游戏，这⾥设置键盘上的R键为重置游戏的按键，在按R键后即可重新加载当前场景。在Player脚本⾥添加如下代码。

using UnityEngine.SceneManagement;
public class Player : MonoBehaviour
{……
void Update()
{
if(Input.GetKeyDown(KeyCode.R))
{
SceneManager.LoadScene(0);
Time.timeScale = 1;
return;
}
……
}
}

⼩提⽰：
注意添加头部引⽤
        SceneManager这个类型是属于UnityEngine.SceneManagement的，因此要添加头部引⽤后才能调⽤SceneManager.LoadScene(0)⽅法。这⾥参数0表⽰场景的序号，由于游戏现在只有⼀个场景，因此表⽰加载当前场景。

2. 游戏胜利
        ⼀般来说游戏都应该有⼀个最终⽬标，达成这个⽬标则视为过关或者胜利。不过也不绝对，类似Flappy Bird这样的游戏就没有最终⽬标。这⾥还是设置⼀个完成⽬标，即玩家跑了⼀定距离就视为过关。这⾥使⽤⼀个看不⻅的触发器作为决定距离的终点，确保其范围能够覆盖跑道的宽度，当⼩球进⼊范围就表⽰游戏过关，如图1-26所⽰。终点物体脚本的代码如下。

public class End : MonoBehaviour
{
private void OnTriggerEnter(Collider other)
{
if (other.name == "Player")
{
Debug.Log(" 过关 ");
Time.timeScale = 0;
}
}
}

        ⾄此，这个⼩游戏的基本代码就完成了，之后会对其进⾏适当的修改，使其更完整。

1.3.4 完成和完善游戏

1. 测试⾃⼰的游戏
        这时候可以开始测试⾃⼰设置的关卡难度了，⼀个好的游戏应当有⼀个合理的难度曲线。有⼀个⼩技巧可以提⾼这⼀步的效率，即单击场景视窗右上⾓的坐标轴图标，让场景摄像机迅速切换为对应轴⽅向的视⾓，⽽单击下⾯的Persp或Iso则分别代表切换摄像机为透视模式或正交模式，如图1-27所⽰。

⼩提⽰：
        场景摄像机不会影响实际游戏画⾯场景摄像机指的是在Scene（场景视窗）⾥的、仅在编辑模式可
⽤的摄像机。Hierarchy窗⼝中的摄像机决定在Game窗⼝⾥看到的实际游戏画⾯。注意不要将两者混淆。
        这⾥可以切换场景摄像机为y轴⽅向正交，善⽤复制与按住Ctrl键拖曳功能搭建关卡。
2. 加⼊通关UI
        在Hierarchy窗⼝中单击⿏标右键，通过选择UI→Panel选项创建⼀个UI⾯板，并以Panel为⽗节点创建⼀个Text组件，在Text组件中输⼊过关的信息，同时调整字体⼤⼩、位置等设置，如图1-28和图1-29所⽰。

 ⼩知识：
        只是创建了Panel，为什么⾃动添加了其他东⻄？当直接创建任何UI下的组件时都会⾃动⽣成Canvas与EventSystem组件，这两个组件分别与UI的布局和交互相关，暂时不
做深究。完整的UI系统会在后续章节介绍。
        接下来要做的是在游戏开始时隐藏UI，在⼩球触发终点物体时再显⽰。终点物体的End脚本代码如下，同时注意修改Panel的名字为EndUI。

public class End : MonoBehaviour
{
// 声明⼀个物体变量
GameObject endUI;
private void Start()
{
// 通过物体在场景中的名字来找到这个物体
endUI = GameObject.Find("EndUI");
// 在场景中隐藏这个物体
endUI.SetActive(false);
}
private void OnTriggerEnter(Collider other)
{
if (other.name == "Player")
{
Debug.Log(" 过关 ");
//在场景中显⽰这个物体
endUI.SetActive(true);
Time.timeScale = 0;
}
}
}

如此⼀来，当⼩球触碰到终点后，UI就会显⽰出来，如图1-30所⽰。

3. 加⼊摄像机运动效果
        最后添加⼀个好玩的扩展功能：当控制⼩球左右移动时让摄像机往对应⽅向倾斜。具体的做法会涉及⼀些3D数学知识，会在后续章节中介绍。简单思路为：在Player脚本中使⽤获取的横向输⼊，以此控制摄像机的倾斜⾓度。在Player中添加如下代码，效果如图1-31所⽰。

void Update()
{
……
Transform c = Camera.main.transform;
Quaternion cur = c.rotation;
Quaternion target = cur * Quaternion.Euler(0, 0, x *
1.5f);
Camera.main.transform.rotation = Quaternion.Slerp(cur,target, 0.5f);
}

可以在此基础上加⼊更多细节，如⾳乐、⾳效和特效等。合适的⾳乐和特效可以让简单的游戏更吸引⼈。