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技术实现与游戏设计

游戏技术与游戏设计互相促进：技术为设计带来可能性的空间，设计指导者技术的发展方向。

第一章 Unity脚本概览

本章主在让读者体会脚本编程的思路和整体方法。

1.1 控制物体的移动

本节将详细讲解创建脚本、改变物体位置、处理用户输入等基本操作。

1.1.1 新建脚本并挂载

脚本的创建
- 方法一：
  在Project（工程）窗口某个文件夹中，单机鼠标右键选择：Create->C# Script选项。
- 方法二：
  先新建一个球体，即在Hierarchy窗口，单机鼠标右键选择：3D object->Sphere选项。
  然后选中球体，在Insperctor（检视）窗口单击：Add Component（添加组件）按钮，在菜单中选择：New script （新建脚本）选项，输入脚本文件名单击：Create and Add（创建并添加）。
脚本的挂载
- 方法一：
  拖拽脚本到场景中的球体上。
- 方法二：
  拖拽脚本到Inspector窗口中项目的最后面。（推荐使用）
脚本组件的删除
在组件名称上单击鼠标右键，选择：Remove Component（删除组件）。
注意事项
Unity 规定：能够挂载到物体上的脚本文件必须是“脚本组件”，脚本组件要继承自MonoBehaviour，且脚本代码中的class名称必须与文件名一致。（因此在修改脚本文件名时，必须同时修改class名称）。
Unity 支持一个物体挂载多个同样的脚本组件。

1.1.2 Start 和 Updata 事件

双击脚本文件打开脚本，目前脚本中的内容是自动生成的，包括：
using UnityEngine（使用UnityEngine这个命名空间）
Start（函数）
Update（函数）
Start和Update函数
Start函数在游戏开始运行依次，适合进行组件初始化。
Update函数每帧都会执行，根据系统资源情况，帧率可能实时变化，因此Update的执行频率（每秒执行次数）是变化的。
Start和Update又被称为“事件”，因为它们分别是在“组件开始运行”和“更新该组件”这两个事件发生时被调用的。
Debug.Log函数
作用：向Console（控制台）窗口输出一串信息。
用处：写代码、调试代码，是最简单、最可靠的一种调试手段。
Time类
Time.time：显示游戏运行时间。
Time.deltaTime：表示从上一帧到当前帧时间，时间增量。
Time.timeScale函数（时间缩放：默认值为1，游戏的暂停为0，游戏的快进可为2）。
Time类详解

1.1.3 修改物体位置

在Unity 中，修改物体位置实际上就是修改Transform（变换）组件的数据。
Inspector窗口展示了组件的位置（Position）、旋转（Rotation）、缩放（Scale）参数。
在界面上可以修改的内容一定可以在脚本中修改，但在脚本中修改的内容不一定能在节目中修改，因为脚本的功能比界面展示的功能要多得多。
修改Transform组件中的Position的两种常用方法：
- 使用Translate()函数。
  即：tansform.Translate(x,y,z)。其中x、y、z为float类型量，若为常量要加上后缀f表示float类型，否则C# 认为其为double类型。如 3.12为double类型，3.12f为float类型。（代码写于脚本函数中）
- 直接指定新的位置
  即：tansform.position = new Vector3(x,y,z)。
- 上述两种方法的区别：Translate函数默认为局部坐标系，而修改position的方法是世界坐标系。
类型转换
int可以隐式转换为float，所以x、y、z如果没有小数位可以不加f后缀，但int转float精度会降低（题外话）。
类型转换

位置移动代码

void Update(){
	tansform.Translate(0,0,0.1f);
	tansform.position += new Vector3(0,0,0.1f);
}

游戏设计注意事项
由于系统繁忙时无法保证稳定的帧率，因此对于上述代码，会导致小球的移动速度和帧率成正比。
是“每帧移动距离相同”还是“每秒移动距离相同”呢？这需要根据游戏设计来确定，大多情况下是”每秒移动距离相同“，因此移动的距离应该针对帧率去确定，”每秒移动距离相同“的代码如下。
```
void Update(){
	tansform.Translate(0,0,5*Time.deltaTime);
	tansform.position += new Vector3(0,0,5*Time.deltaTime);
}
```
代码中5表示速度，上述代码的改进原理基于：距离 = 速度 ✖ 时间。两帧画面之间的变化基于两帧之间间隔的时间Time.deltaTime。要记住Updata函数是每帧执行。

1.1.4 读取和处理输入

Unity 支持的输入设备
如：键盘⌨、鼠标🖱、手柄🎮等。
Unity 支持的多种输入设备
Input.GetAxis函数
示例代码如下
```
    void Update()
    {
        float v = Input.GetAxis("Vertical");
        float h = Input.GetAxis("Horizontal");
        Debug.Log("当前输入 纵向：" + v + "横向：" + h);
        transform.position += new Vector3( h*speed, v * speed, 0);
    }
```
Input.GetAxis返回取值范围为[-1,1]的float类型值。若传入参数"Vertical"表示返回沿纵轴的输入，传入参数"Horizontal"表示返回沿纵轴的输入。上述代码可能存在问题，那就是针对帧率不同按键后小球速度不一致，所以应再乘以Time.deltaTime。
字符串拼接

1.1.5 实例：实现一个移动的小球

代码如下：

	using UnityEngine;
	
	public class SphereScript : MonoBehaviour
	{
	    public float speed = 10;
	    // Start is called before the first frame update
	    void Start()
	    {
	        Debug.Log("组件执行开始函数！");
	        gameObject.GetComponent<Renderer>().material.color = Color.red;
	        transform.position = new Vector3(0, 0, 5f);
	    }
	
	    // Update is called once per frame
	    void Update()
	    {
	        float v = Input.GetAxis("Vertical");
	        float h = Input.GetAxis("Horizontal");
	        Debug.Log("当前输入 纵向：" + v + "横向：" + h);
	        transform.position += new Vector3( h * speed * Time.deltaTime, v * speed * Time.deltaTime,0);
	    }
	}

使用上述代码拖动到小球上，调整摄像机的Rotation朝向为(0,0,0)，运行即可移动小球。
代码解读
public float speed = 10;（设置速度）
gameObject.GetComponent().material.color = Color.red;（设置小球颜色）
注意事项
- 脚本中的public类型变量可以在Inspector窗口看到和修改。若将public改为private，则变量在窗口中不可见、不可改。
- 在不同条件下修改脚本中的变量值有不同的作用时间（如下表所示）

值类型	脚本中	未运行时Inspector窗口中	运行时Inspector窗口中
作用时间	脚本创建后	永久	运行中

创建脚本时设置了公开（public）变量，则其代码中的初始值会生效。
当运行时，在Inspector窗口对脚本中的public变量进行修改，会在当次运行的以后时间里生效。
当未运行时，在Inspector窗口对脚本中的public变量进行修改，会在当前Unity 项目窗口中生效。退出项目窗口时若选择Save保存，则其值会在项目中生效。
以上内容意味着：
当创建完脚本后，每一次修改脚本中的值，但在Unity 项目中不会生效。
当游戏运行中，修改变量，游戏结束后修改的值不会保存。（若在游戏中时事调整参数，对需要保存的数据应以记录）
当游戏未运行时，修改变量，以后每一次运行值都会生效。如果退出项目窗口时保存，则下一次打开项目窗口也会生效。

1.2 触发器事件

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

Unity 中，触发器和碰撞体共用了同一组件：Collider，实际上两者是不同的概念。创建一个Cube,它自带一个碰撞器，在Inspector窗口勾选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。对小球和Cube都添加一个Rigibody（刚体）组件，勾选组件中的 Is Kinematic（动力学）选项，若不勾选物体会一直下落。

1.2.2 触发器事件函数

碰撞和触发总是发射在两个物体之间，所以根据不同情况，可以选择其中一个物体进行碰撞或者触发的处理。给Cube添加一个脚本，并且脚本内容如下。

	using System.Collections;
	using System.Collections.Generic;
	using UnityEngine;
	
	public class Coin : MonoBehaviour
	{
	    // Start is called before the first frame update
	    void Start()
	    {
	        
	    }
	
	    // Update is called once per frame
	    void Update()
	    {
	        
	    }
	    private void OnTriggerEnter(Collider other)
	    {
	        Debug.Log(other.name + "碰到了我");
	    }
	}

运行游戏，在场景中拖拽球体，让它和立方体接触，就可以看到碰撞出发信息了。