Unity应用开发与实战（微课版）

面向基础—以少学时、有C# 编程基础的读者作为学习对象

内容实用—采用“案例驱动”的编写方式精心设计教学内容

提升技能—掌握Unity 基础应用为前提，提升综合开发能力

资源丰富—提供教学大纲、课件、微课、源代码等配套资源

前 言

Unity引擎自创建以来，取得了长足的发展，迄今为止，能够为开发者提供超过20个平台创作和优化内容，在同类型的引擎产品中市场占有率第一。尤其在VR、AR领域，Unity能同时和各大厂商、各大合作伙伴一起更新迭代，确保在最新的版本和平台上提供优化支持服务。

Unity在国内也受到了广大开发者的喜爱，在网上各大论坛都有关于Unity的技术交流，也出现了很多关于Unity的学习资料和教学视频。很多高校也逐渐开设了Unity的课程，越来越多的初学者想要接触Unity，了解Unity。

市面上也有很多Unity的书籍和教材，但大都不适合当前的职业教育。本教材主要针对职业教育的Unity基础课程来设计。第一，篇幅的选取。因为Unity涵盖的内容太丰富，如果是作为基础课程入门，结合课时量的考虑，讲授的内容要有一定的取舍。第二，案例的选取。结合职业教育的特点，在讲授了基本的概念性内容后，可以以案例为驱动进行案例教学，来融合之前的知识点，本教材的案例选取难度适中，循序渐进，在案例讲授中逐步提高学生的开发水平，从而达到Unity开发入门的阶段。第三，重难点突出。一个完整的Unity游戏项目，是艺术与技术的结合。在Unity引擎的各项技术中，虽然不包括建模功能，但有关于光照、渲染、粒子特效等计算机美术方面的内容。本教材的侧重点在于开发入门，计算机美术方面的内容没有过多介绍，读者在了解了基础开发后，可以自然地将计算机美术方面的内容融入到开发中去。

本书面向的是有一定C#语言编程基础的同学，通过学习本教材，掌握基础的Unity项目开发技术，也可以为后续的基于Unity引擎的VR、AR开发打下基础。本教材中Unity引擎其他方面还未讲授到的内容，可以通过查看Unity的官方文档等内容自主学习。

本书的编者中既有高校教学经验丰富的“双师型教师”，也有企业一线工程师。本书由程永恒任主编，负责全书的统稿、修改、定稿工作，段雪琦、黄林荃任副主编。主要编写人员分工如下：程永恒编写了第1、2、3、5、7、8章，黄林荃编写了第4章，段雪琦编写了第6章。其中鲁娟、夏敏老师以及一线的Unity企业开发人员李晓明也参与了编写，并为本书的编写提供了不少帮助。

本书的案例部分有完整的程序和导出资源包，并配套有教学资源库，资源库中的内容主要由微课、案例文档，PPT等内容组成，帮助读者在学习过程中更好地掌握知识，也可以为教学提供辅助。

由于编者的水平所限，书中难免有错误和疏漏的地方，恳请广大读者批评指正。

编 者

2021年6月

前言

第1章 Unity概述 1
1.1 下载与安装 1
1.1.1 下载Unity 1
1.1.2 安装Unity 3
1.1.3 多版本共存 4
1.2 初次运行 4
1.2.1 新建工程 4
1.2.2 打开工程 6
1.2.3 学习资料页面 7
1.3 场景视图窗口 7
1.3.1 场景辅助线框 8
1.3.2 修改物体的位置 10
1.3.3 场景视图工具条 16
1.4 辅助线框菜单 19
1.4.1 辅助线框 20
1.4.2 辅助图标 21
1.4.3 高亮和显示线框 21
1.4.4 内置组件的显示 22
1.5 工具栏 22
1.6 游戏视图窗口 22
1.6.1 播放和暂停 23
1.6.2 游戏视图的工具条 24
1.6.3 自定义Unity的开发环境 25
1.7 层级窗口 26
1.7.1 父子关系 27
1.7.2 将物体设置为子物体 27
1.7.3 同时编辑多个场景 28
1.8 工程窗口 28
1.8.1 基本功能 28
1.8.2 搜索功能 29
1.8.3 快捷键 30
1.9 检视窗口 31
1.9.1 检视物体和选项 32
1.9.2 添加、删除组件 32
1.9.3 复制组件或组件参数 33
1.9.4 查看脚本参数 33
1.9.5 查看素材 34
1.9.6 工程设置 35
1.9.7 修改组件的顺序 36
1.10 Unity的常用快捷键 37
1.11 动手搭建游戏场景 39
1.12 小结 44
第2章 开始Unity开发 45
2.1 场景 45
2.2 内置的游戏物体 46
2.2.1 立方体 47
2.2.2 球体 48
2.2.3 胶囊体 48
2.2.4 柱体 49
2.2.5 平面 49
2.2.6 四边形 50
2.3 组件 50
2.3.1 变换组件 51
2.3.2 其他组件 51
2.4 使用组件 52
2.4.1 添加组件 52
2.4.2 编辑组件 53
2.4.3 组件选项菜单 54
2.4.4 测试组件参数 54
2.5 最基本的组件——变换组件 55
2.5.1 属性列表 55
2.5.2 编辑变换组件 55
2.5.3 父子关系 56
2.5.4 非等比缩放的问题 56
2.5.5 关于缩放和物体大小的问题 57
2.5.6 变换组件的其他注意事项 57
2.6 脚本与组件操作 58
2.6.1 创建和使用脚本 58
2.6.2 初识脚本 59
2.6.3 用脚本控制游戏物体 60
2.6.4 变量与检视窗口 60
2.6.5 通过组件控制游戏物体 61
2.6.6 访问其他游戏物体 62
2.6.7 常用的事件函数 65
2.6.8 创建和销毁物体 67
2.6.9 使游戏物体或组件无效化 68
2.7 脚本组件的生命期 68
2.8 标签 71
2.8.1 为物体设置标签 72
2.8.2 创建新的标签 72
2.9 静态物体 73
2.10 层级 74
2.10.1 新建层级 74
2.10.2 为物体指定层级 74
2.11 预制体 75
2.11.1 使用预制体 76
2.11.2 通过游戏物体实例修改预制体 76
2.12 工程的保存 77
2.12.1 保存场景 77
2.12.2 保存工程 77
2.13 输入 80
2.13.1 传统输入设备与虚拟输入轴 80
2.13.2 移动设备的输入 83
2.13.3 VR输入概览 85
2.14 方向与旋转的表示方法 86
2.14.1 欧拉角 86
2.14.2 四元数 87
2.14.3 直接使用四元数 88
2.14.4 在动画中表示旋转 89
2.15 灯光 90
2.15.1 渲染路径 91
2.15.2 灯光的种类 91
2.15.3 灯光设置 93
2.15.4 使用灯光 95
2.16 摄像机 96
2.16.1 属性介绍 96
2.16.2 细节与渲染路径 97
2.16.3 清除标记 98
2.16.4 剪切面 99
2.16.5 视图矩形 99
2.16.6 渲染贴图 100
2.16.7 显示目标 101
2.16.8 其他提示 101
2.17 小结 101
第3章 物理系统 102
3.1 概述 102
3.1.1 刚体 103
3.1.2 休眠 103
3.1.3 碰撞体 103
3.1.4 物理材质 104
3.1.5 触发器 104
3.1.6 碰撞与脚本行为 104
3.1.7 对碰撞体按照处理方式分类 105
3.1.8 碰撞事件触发表 106
3.1.9 物理关节 106
3.1.10 角色控制器 107
3.2 刚体 107
3.2.1 属性介绍 108
3.2.2 父子关系 109
3.2.3 脚本关系 109
3.2.4 刚体和动画 109
3.2.5 组合碰撞体 109
3.2.6 连续碰撞检测 110
3.2.7 比例和单位的重要性 111
3.2.8 其他方面 111
3.3 盒子碰撞体 112
3.4 胶囊碰撞体 112
3.5 网格碰撞体 113
3.5.1 属性 114
3.5.2 限制条件和解决方法 114
3.5.3 其他方面 114
3.6 球体碰撞体 115
3.7 地形碰撞体 116
3.8 物理材质 116
3.9 固定关节 117
3.10 铰链关节 118
3.11 弹簧关节 120
3.12 角色控制器 121
3.12.1 属性 122
3.12.2 小技巧 122
3.13 常量力 123
3.14 车轮碰撞体 124
3.14.1 属性 124
3.14.2 详细说明 125
3.14.3 具体的设置方法 125
3.14.4 碰撞体的外形问题 126
3.14.5 车轮阻尼曲线 126
3.14.6 小技巧 126
3.15 车辆创建入门 127
3.15.1 创建车辆的基本框架 127
3.15.2 控制车辆 128
3.15.3 车轮的外观 129
3.16 小结 131
第4章 图形用户界面——UI 132
4.1 UGUI图形用户界面系统 132
4.2 UGUI控件系统介绍 133
4.2.1 Canvas画布 133
4.2.2 Text文本 135
4.2.3 Image图像 136
4.2.4 Button按钮 137
4.2.5 Toggle开关 139
4.2.6 Slider滑动条 141
4.2.7 Scrollbar滚动条 142
4.2.8 Input Field文本框 144
4.2.9 Dropdown下拉菜单 146
4.3 Rect Transform矩形变换 147
4.3.1 Pivot轴心点 147
4.3.2 Anchors锚框 148
4.4 UGUI界面布局实例—音乐
播放器UI 149
4.5 小结 158
第5章 综合小案例 159
5.1 小球碰碰碰 159
5.1.1 场景准备 160
5.1.2 转动的立方体 161
5.1.3 小球滚动 164
5.1.4 得分显示与游戏结束 165
5.1.5 摄像头的跟随 168
5.2 自行车控制 169
5.2.1 资源导入 169
5.2.2 车轮控制 170
5.2.3 车把控制 174
5.2.4 车辆前进 174
5.2.5 摄像头跟随 175
5.3 小结 175
第6章 实战案例：星际飞船游戏 176
6.1 创建游戏区域 176
6.1.1 创建项目 176
6.1.2 导入资源 177
6.1.3 添加游戏背景 177
6.2 制作飞船对象 180
6.2.1 创建飞船对象 180
6.2.2 实现键盘控制飞船移动 183
6.3 制作子弹 186
6.3.1 创建子弹 186
6.3.2 发射子弹 189
6.4 制作行星 191
6.4.1 创建行星 191
6.4.2 行星碰撞事件 193
6.4.3 行星运动 195
6.4.4 随机生成行星 196
6.5 制作敌机 202
6.5.1 创建敌机 202
6.5.2 敌机Z字运动 203
6.5.3 制作敌机炮弹 205
6.5.4 随机生成敌机 212
6.5.5 游戏优化 214
6.6 添加音频 215
6.6.1 添加背景音 215
6.6.2 添加飞船子弹发射音效 216
6.6.3 添加敌机炮弹发射音效 216
6.6.4 添加行星爆炸音效 217
6.6.5 添加敌机爆炸音效 218
6.6.6 添加飞船爆炸音效 218
6.7 制作计分系统 218
6.7.1 创建计分文本控件 218
6.7.2 击中行星后得分 219
6.7.3 击中敌机后得分 220
6.8 判断游戏结束 221
6.8.1 创建游戏结束文本控件 221
6.8.2 游戏结束 223
6.9 重新开始游戏 225
6.10 发布游戏 227
6.11 小结 228
第7章 Mecanim动画系统 229
7.1 Mecanim动画系统简介 229
7.1.1 Mecanim动画系统的工作流 229
7.1.2 Mecanim动画系统中的术语 230
7.2 Mecanim动画系统常用API介绍 231
7.2.1 与动画状态控制相关的API 231
7.2.2 Character Controller（角色控制器） 232
7.3 Animator Controller 234
7.3.1 创建场景 235
7.3.2 创建动画控制器 236
7.3.3 角色运动控制 239
7.3.4 摄像机运动控制 241
7.3.5 添加提示文字 243
7.4 Crowd Simulation场景 243
7.4.1 创建场景 243
7.4.2 创建动画控制器 244
7.4.3 生成人群 245
7.4.4 人群随机运动的控制 247
7.5 Inverse Kinematics Example场景 249
7.5.1 创建场景 250
7.5.2 IK功能实现 251
7.6 Teddy Bear Bazooka场景 255
7.6.1 创建场景与动画控制器 255
7.6.2 Teddy对象随机运动的控制 257
7.6.3 抬放火箭炮控制 259
7.6.4 射击的控制 263
7.7 小结 265
第8章 实战案例：噩梦射击游戏 266
8.1 分析需求及准备资源 266
8.1.1 资源准备 266
8.1.2 加载场景 267
8.2 游戏角色 269
8.2.1 添加游戏主角 269
8.2.2 游戏主角的运动设置 270
8.2.3 角色控制运动 270
8.2.4 摄像机跟随 272
8.3 敌人的生成与配置 273
8.3.1 添加第一个敌人 273
8.3.2 添加运动脚本 276
8.4 设置主角生命值 277
8.4.1 主角的血条 277
8.4.2 主角生命值变化 279
8.4.3 主角受到伤害 281
8.5 射杀敌人 283
8.5.1 枪的设置 284
8.5.2 开枪射击脚本 285
8.5.3 敌人被攻击 288
8.5.4 更多敌人 291
8.6 得分系统 295
8.7 游戏结束与重启 297
8.7.1 游戏结束图文设置 297
8.7.2 结束画面的动画控制 298
8.7.3 游戏结束的脚本 301
8.7.4 游戏的重启 301
8.8 小结 302
参考文献 303

1. 大学生创新创业基础 [主编 姜国权 姜福佳]
2. 信息技术（微课版） [王云　徐江鸿　李清霞　罗学锋　]
3. 管理基础与实务 [主编 王凤基 颜汉军]
4. 高等数学导学篇（下册） [主编 李文婧 胡雷 尹金生]
5. 高等数学导学篇（上册） [主编 李文婧 胡雷 尹金生]
6. 高等数学（下册） [主编 李爱芹 胡雷 尹金生]
7. 高等数学（上册） [主编 李爱芹 胡雷 尹金生]
8. Python语言程序设计教程 [郭其标 房宜汕]
9. 人工智能应用基础 [主编 杨缨 李佳]
10. 中华水文化（慕课版）（第二版） [毕雪燕 杨华轲 罗玲谊 等编著]
11. 电路与电子技术Ⅱ——电路分析基础 [主编 陈晓 金哲]
12. 人工智能概论（第二版） [主编　任云晖　丁红　徐迎春 ]
13. 信息时代美育之道 [主编　刘宏宇　黎娅]
14. 数字媒体交互设计项目式教程（微课版） [主编　苏陆]
15. Amazing！儿童英语自然拼读分级教材（全8册） [王玲　编著]
16. Spark大数据处理技术 [主编　刘仁山　周洪翠　庄新妍]
17. Python程序设计 [李国燕 王新强 刘佳 等编著]
18. Python程序设计项目化教程（活页式） [主编　卢凤伟]
19. 人工智能算法与实践 [主编　梁琨　张翼英]
20. 计算机网络技术项目化教程（微课版） [主编 王艳萍 安华萍]
21. 数据清洗 [黄源　刘智杨　孙大松]
22. 电路设计与PCB制作实操教程 [主编 周永宏]
23. 电路与电子技术Ⅰ—数字电子技术 [主编 郑玉珍 王淑琴]
24. Java编程基础案例式教程 [主编 陈艳华 唐春兰]
25. Python语言同步案例习题精解 [主编 肖朝晖]
26. Excel在会计工作中的应用（第三版） [主 编 赵艳莉 耿聪慧]
27. 应用数学 [主编 刘东海 刘丽瑶]
28. Web用户界面设计与制作 [主编 赵娟]
29. 计算机网络基础创新教程（模块化+课程思政版） [主编 唐继勇 李旭]
30. 计算机应用技术基础案例教程 [主编 周丽娟 王璐]