Unity系统学习笔记

RomanBesson2024-04-24 13:09

文章目录

1.基础组件的认识

1.0.组件继承关系图

1.1.项目工程文件结构，各个文件夹都是做什么的？

  • Assets [资产]：存放项目开发过程中所用到的资源（模型, UI, 声音, 特效...）；

    (在 Unity 项目开发中，Assets 文件夹是需要程序员手动管理的文件夹。)

  • Library [库]：存放项目核心库，扩展库，以及动态生成的缓存文件；

  • Logs [日志]：存放项目日志文件；

  • Packages [包]：存放当前项目扩展库的引用目录；

  • ProjectSettings [项目设置]：存放当前项目的设置文件（输入,导航,编辑器...）；

  • Temp [临时]：存放当前项目的临时资源；

  • UserSettings [用户设置]：存放当前项目用户相关的自定义设置。

1.2.物体变化组件

1.2.3.三维向量表示方向

  1. 在 Unity 场景视图中，主要有两个坐标系：世界坐标系 ，物体自身坐标系；

  2. 这两个坐标系都有六个方向：前-后-左-右-上-下；

  3. 在 Vector3 结构体内，有六个静态只读属性，用于表示世界坐标系六个方向 ，这六个属性分别是：forward，back，right，left，up，down；

  4. 在 Transform 类中，有三个对象可读可写属性，用于表示三个"箭头方向" ，这三个属性分别是：forward，right，up。

  5. position 是读写属性，直接 new 一个新的 Vector3 数据赋值；

  6. Vector3 有三个公开的字段：x，y，z，我们可以分别获取使用；

csharp 复制代码 
    //查找持有对象引用.
    m_Transform = gameObject.GetComponent<Transform>();

    //打印输出位置信息.
    Debug.Log("Cube的位置:" + m_Transform.position);

    //修改位置信息.
    m_Transform.position = new Vector3(5, 5, 5);

    //单独打印x轴向位置数据.
    Debug.Log("x:" + m_Transform.position.x);

    //Vector3 三个字段不可以单独赋值，你的游戏物体只需要在单个轴向发生位置改变，你也需要构造一个 Vector3 数据进行整体赋值
    m_Transform.position.x = 10; //不能这样用.

    m_Transform.position = new Vector3(10, m_Transform.position.y, m_Transform.position.z); //应该这样用.

    //向前方移动.
    m_Transform.Translate(Vector3.forward, Space.Self);

1.2.4.移动物体位置

csharp 复制代码 
[void] m_Transform.Translate(Vector3, Space)

对象方法 Translate( )可以控制游戏物体往指定的方向移动。

参数说明

  • Vector3 参数指的是移动方向；

  • Space 参数是一个枚举类型，World[世界坐标系空间]，Self[自身坐标系空间]。

附录：使用变换组件实现物体WASD移动

csharp 复制代码 
    //向前.
    if (Input.GetKey(KeyCode.W))
    {
    m_Transform.Translate(Vector3.forward * 0.02f, Space.Self);
    }

    //向后.
    if (Input.GetKey(KeyCode.S))
    {
    m_Transform.Translate(Vector3.back * 0.02f, Space.Self);
    }

    //向左.
    if (Input.GetKey(KeyCode.A))
    {
    m_Transform.Translate(Vector3.left * 0.02f, Space.Self);
    }

    //向右.
    if (Input.GetKey(KeyCode.D))
    {
    m_Transform.Translate(Vector3.right * 0.02f, Space.Self);
    }

1.3.游戏物体和组件的显示和禁用

1.3.1.界面上的操作

  • 显示与隐藏游戏物体：选中某个游戏物体，Inspector 视图最上方，游戏物体名称的左边有一个复选框；
  • 启用与禁用组件：选中某个游戏物体，Inspector 视图可以看到该游戏物体所有的组件，组件标题栏的前边有一个复选框；
  • 组件禁用之后，该组件就处于无效状态； [关闭房间内的灯，灯就处于无效状态。]
  • 游戏物体隐藏后，该游戏物体同样处于无效状态。

1.3.2.代码上的操作

csharp 复制代码 
[void] gameObject.SetActive(bool)
  • 设置游戏物体是显示还是隐藏，true 是显示，false 是隐藏；
  • 所有的游戏物体都可以进行 SetActive（）操作。
csharp 复制代码 
[bool] 组件对象.enabled

  • //可读写属性

  • 设置组件是启用还是禁用，true 是启用，false 是禁用；

  • 大部分组件对象都可以进行 enabled 属性操作，但是一些核心组件除外。

1.4.网格组件

  • 什么是 Mesh[网格]？

网格就是三维模型的数据文件，美术人员三维建模，主要就是完成模型的网格制作；

三维模型由点，线，面组成，最终形成一个网格的形态。

  • Mesh Filter

Mesh Filter [网格过滤器]组件：用于指定当前模型游戏物体的网格数据。

Mesh [网格]：持有网格数据文件的引用。

  • Mesh Renderer

Mesh Renderer [网格渲染器]组件：用于完成当前模型游戏物体的网格渲染。

网格过滤器组件和网格渲染器组件需要配合使用，一个组件持有网格数据，另外一个组件负责网格数据的渲染。

组件核心控制参数：

①Materials [材质球引用]：往游戏物体上拖拽挂载的材质球资源，其实就是拖拽

赋值给了该属性。 [见图 1, 2]

②Cast Shadows [投射阴影]：On 开启阴影投射，Off 关闭阴影投射。

[该属性可以控制单个模型物体的阴影，Light 组件可以控制整个场景内的阴影。]

③Receive Shadows [接收阴影]：是否接收另外的游戏物体投射的阴影。

1.5.Resources

1.5.1.基础介绍

Resources [资源]类：主要用途就是资源加载；

在项目工程中，需要手动创建名为"Resources"的文件夹，相关资源存放到该文件夹内，在代码中即可通过 Resources 类相关的 API 实现资源加载。

1.5.2.常用资源类型

  • 预制体资源 [Prefab]：GameObject
  • 材质球资源 [Material]：Matirial
  • 音频剪辑资源 [AudioClip]：AudioClip
  • 模型贴图资源 [Texture]：Texture2D

1.5.3.单个资源加载

csharp 复制代码 
[s][T] Resources.Load<T>(string)
  • Load( )是 Resources 类的静态泛型方法, 返回值类型和填写的泛型一致；
  • Load( )参数是字符串类型，填写资源在 Resources 文件夹中的路径；
    • |--资源在根目录，直接写文件名即可[名称不需要带后缀]，比如："Cube"；
    • |--资源在子目录，写"完整路径"，比如："Player/Cube"；
  • 拼凑出资源在项目中的完整路径：Assets/Resources/ + Player/Cube

1.5.4.多个资源加载

csharp 复制代码 
[s][T[]] Resources.LoadAll<T>(string)
  • LoadAll( )静态泛型方法, 返回值类型和填写的泛型一致，返回数组；
  • Load( )方法是加载单一资源，参数是具体资源的"文件名路径"；
  • LoadAll( )方法是加载多个资源，参数是具体资源的"文件夹路径"，将文件夹内的资源全部加载，返回一个数组格式，文件夹内的资源，保持类型一致

例子：资源的加载

csharp 复制代码 
   private GameObject m_GameObject;    //预制体.
    private Material m_Material;        //材质球.
    private AudioClip m_AudioClip;      //音频剪辑.
    private Texture2D m_Texture2D;      //模型贴图.

    private GameObject[] player;         //多个角色.


    void Start()
    {
        m_GameObject = Resources.Load<GameObject>("Player/Cube");
        m_Material = Resources.Load<Material>("ColorA");
        m_AudioClip = Resources.Load<AudioClip>("ddz");
        m_Texture2D = Resources.Load<Texture2D>("Line");

        Debug.Log(m_GameObject.name);
        Debug.Log(m_Material.name);
        Debug.Log(m_AudioClip.name);
        Debug.Log(m_Texture2D.name);

        player = Resources.LoadAll<GameObject>("Player");
        Debug.Log(player.Length);
        for (int i = 0; i < player.Length; i++)
        {
            Debug.Log(player[i].name);
        }

        

    }

1.6.音频组件

1.6.1.PlayClipAtPoint() 像特效一样播放一次的方法

csharp 复制代码 
[s][void]AudioSource.PlayClipAtPoint(AudioClip, Vector3)

参数说明：

  • PlayClipAtPoint( )：在场景内指定的位置，播放音频剪辑，静态无返回值；
  • AudioClip 参数：代码中加载持有的音频剪辑；
  • Vector3 参数：场景中播放音频剪辑的位置；
  • PlayClipAtPoint( )方法，每执行一次，就会在场景内创建一个 AudioSource游戏物体，名称为：One shot audio [一次性音频]，当音频播放完毕之后，该游戏物体会自动销毁。

1.7.实例化物体和销毁游戏物体

1.7.1.前情提要

  • 使用 Resources 类加载到内存中的资源，比如音频剪辑，材质球，模型贴图，在组件对象属性上，可以直接赋值使用；
  • 预制体资源，相较而言比较特殊，因为预制体本身是游戏物体类型，在场景内, 游戏物体是"顶级"场景元素，无法通过赋值的方式来使用。

1.7.2.实例化游戏物体

代码：

csharp 复制代码 
[s][T]GameObject.Instantiate<T>(GameObject, Vector3, Quaternion)

参数说明：

  • Instantiate [实例化]方法：使用预制体资源作为模板，在场景内指定的位置，生成一个游戏物体，额外还可以控制生成的游戏物体的旋转信息；
  • Vector3.zero：只读属性，位置在世界原点，XYZ 都为零；
  • Quaternion.identity：只读属性，表示无旋转，XYZ 都为零[欧拉角]。

1.7.3.销毁游戏物体

csharp 复制代码 
[s][void]GameObject.Destroy(Object)
[s][void]GameObject.Destroy(Object, float)
Destroy( )方法有两种重载形式，销毁游戏物体和定时销毁游戏物体。

销毁方法也可以销毁游戏物体上某个组件。

1.7.4.给游戏物体上添加组件

csharp 复制代码 
[T]gameObject.AddComponent<T>()
//AddComponent [添加组件]方法：泛型格式的对象方法，这里的泛型要写 Unity引擎内的组件类型，以及我们自己编写的脚本组件名称。

例子：实例化和销毁游戏物体以及游戏物体上的组件操作

csharp 复制代码 
public class Demo10 : MonoBehaviour
{
    private GameObject m_GameObject;    //预制体.
    private Material m_Material;        //材质球.
    private AudioClip m_AudioClip;      //音频剪辑.
    private Texture2D m_Texture2D;      //模型贴图.

    private GameObject[] player;         //多个角色.

    private GameObject cubeA;

    void Start()
    {
        m_GameObject = Resources.Load<GameObject>("Player/Cube");
        m_Material = Resources.Load<Material>("ColorA");
        m_AudioClip = Resources.Load<AudioClip>("ddz");
        m_Texture2D = Resources.Load<Texture2D>("Line");

        Debug.Log(m_GameObject.name);
        Debug.Log(m_Material.name);
        Debug.Log(m_AudioClip.name);
        Debug.Log(m_Texture2D.name);

        player = Resources.LoadAll<GameObject>("Player");
        Debug.Log(player.Length);
        for (int i = 0; i < player.Length; i++)
        {
            Debug.Log(player[i].name);
        }

    }


    void Update()
    {
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
        {
            //实例化
            cubeA = GameObject.Instantiate<GameObject>(m_GameObject, Vector3.zero, Quaternion.identity);
            GameObject cubeB = GameObject.Instantiate<GameObject>(
                m_GameObject, 
                new Vector3(0, 0, 10), 
                Quaternion.Euler(new Vector3(0, 0, 90))
            );

            cubeA.name = "CubeA";
            cubeB.name = "CubeB";

            //将组件添加到游戏物体上
            AudioSource audioSource = cubeA.AddComponent<AudioSource>();
            audioSource.clip = m_AudioClip;
            audioSource.Play();
            //摧毁游戏物体的组件
            GameObject.Destroy(cubeA.GetComponent<MeshRenderer>());

        }

        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.S))
        {
            //摧毁游戏物体
            //GameObject.Destroy(cubeA, 3);
        }

    }

}

1.8.Unity的生命周期方法们

1.8.1.开始状态

  • Awake [唤醒]：当对象被创建时，执行一次；
  • OnEnable [启用时]：脚本组件被启用，执行一次；
  • Start [开始]：项目运行之后，执行一次；

细节说明：

  1. 在运行之后，场景内存在的游戏物体会首先被实例化成对象 ，然后执行这些对象脚本中的生命周期方法，执行到实例化游戏物体的代码，实例化成对象，然后在执行这些对象脚本中的生命周期方法；
  2. Awake ：脚本组件挂载到游戏物体上，并没有启用，也会执行；
  3. OnEnable：当脚本组件处于启用状态时，执行一次，后续的生命周期依赖于该状态； [使用组件面板，以及代码，分别启用禁用脚本组件。]
  4. Start：在 Awake 和 OnEnable 之后执行，正式的开始。

1.8.2.进行中状态

  • FixedUpdate [固定更新]：固定时间更新，0.02 秒执行一次；
  • Update [更新]：每帧执行一次，一秒钟大约 60 次；
  • LateUpdate [延迟更新]：在 Update 之后执行，同样每帧执行一次；

细节说明：

  1. FixedUpdate：物理组件控制的持续运动，比如：刚体运动；
  2. Update：需要每帧都执行的代码，比如：按键检测代码；
  3. LateUpdate：在 Update 之后执行，比如：摄像机跟随；

1.8.3.结束状态

  • OnDisable [禁用时]：脚本组件被禁用，执行一次；
  • OnDestroy [销毁时]：脚本组件被销毁，执行一次；

细节说明：

  1. OnEnable 和 OnDisable 分别对应脚本组件的启用状态，禁用状态；
  2. 在代码中，当游戏物体/脚本组件，被销毁时，先执行 OnDisable，再执行OnDestroy，在引擎界面上退出项目运行状态，等同于销毁操作。

1.9.GameObject 查找 & Transform 查找

1.9.1.GameObject

1.全局名称查找
c# 复制代码 
[GameOjbect] GameOjbect.Find(string)
//在场景中查找指定名称的游戏物体
2.未激活游戏物体

场景内的游戏物体有两种状态，Find( )通过名称查找，也有两种结果：

  1. 激活[显示]状态：能查找到，返回游戏物体对象；
  2. 未激活[隐藏]状态：查找不到，报错"空引用异常"。

注意：在开发过程中，某些游戏物体需要默认隐藏，同时又需要查找持有它的对象引用。

这种情况，场景中的游戏物体需要默认保持显示状态，然后代码查找持有，再修改成隐藏状态，场景运行后，代码操作瞬间完成。

3.查找的时候出现重名
  1. 在场景中如果有两个游戏物体的名称完全一样，通过 Find()方法查找，返回的是层级视图靠后的那一个；
  2. Find()方法通过名称查找到第一个游戏物体之后，并没有直接返回，而是继续向下遍历，找到了最后一个然后返回，这是因为 Find()方法的逻辑是"递归遍历"，它会将整个层级视图内的游戏物体全部遍历一遍。
4.路径查找

  1. Find()方法内的字符串参数，除了填写游戏物体的名称之外，还可以填写"路径"；

  2. 路径可以是相对路径，也可以是绝对路径：

    • 相对路径：游戏物体路径的一部分，比如：Cube5/Cube6；

    • 绝对路径：从根游戏物体一直到具体物体，比如：Cube4/Cube5/Cube6；

  3. 注意事项：

    • 路径中的最后一个名字，必须是你要查找的具体的游戏物体的名字；
    • 如果是相对路径，在路径的开头就不要写"/"，否则空引用异常；
    • "/"开头的路径，表示绝对路径，必须是从根游戏物体开始的路径。
5.标签查找 （ 一次性查找多个对象）
c# 复制代码 
[GameOjbect[]] GameOjbect.FindGameObjectsWithTag(string)
//在场景中查找被赋予了特定标签的游戏物体，查找结果以数组形式返回

1.9.2.Transform 查找

1.查找子物体
c# 复制代码 
[Transform] m_Transform.Find(string)
//Transform 组件对象方法 Find()，在子物体当中查找指定名称的游戏物体，返回该游戏物体的 Transform 组件对象。
  1. 得到 Transform 组件对象，就相当得到了 gameObject 游戏物体对象，因为组件和游戏物体之间有从属关系，可以直接"点出游戏物体"；
  2. Transform 组件对象方法 Find()可以直接以名称查找子物体，但是不能直接以名称查找孙物体 (空引用异常)，如果需要查找多层嵌套的子物体，需要写完整路径；
  3. Find()方法的"前身"是 FindChild()方法(被官方弃用)，两个方法的用途完全一样，如果你使用旧版本的 Unity 引擎，可能看到的就只有 FindChild()方法。

1.10.时间，数学运算 & 插值运算

1.10.1.Time 时间类

c# 复制代码 
[float] Time.time //时间.

静态只读属性，项目从开始运行到现在的总时长，以秒为单位；

c# 复制代码 
[float] Time.deltaTime //增量时间.

静态只读属性，当前游戏画面渲染完一帧，所需要的时长，以秒为单位；

c# 复制代码 
[float] Time.timeScale //时间缩放.

静态读写属性，控制虚拟游戏世界中的时间流速，可以用来实现游戏暂停；

  • 1：时间正常；

  • 0：时间暂停；

  • 0.5：时间 0.5 倍慢放；

1.10.2.Mathf 数学类

Mathf"数学类"其实是一个结构体类型，提供了一些基础的数学运算 API, 比如：最大值，最小值，三角函数，角度，弧度...

角度与弧度互相转换

角度 [Degree]：两条线段之间的夹角； [变换组件的旋转属性]

弧度 [Radian]：弧度也是一个角度单位，1 弧度≈57.3 度 1 度≈0.0174 弧度。

c# 复制代码 
[float] Mathf.Deg2Rad //角度转弧度常量. 0.0174. 

[float] Mathf.Rad2Deg //弧度转角度常量. 57.295.

在项目开发过程中，经常会遇到"角度"与"弧度"互相转换的情况；

  • 50 度转弧度：50 * Mathf.Deg2Rad ≈ 0.872
  • 0.75 弧度转角度：0.75 * Mathf.Rad2Deg ≈ 42.97

1.10.3.插值运算

确定两个参数 A 和 B，然后从 A 平滑过渡到 B的过程；

c# 复制代码 
[s][float] Mathf.Lerp(float a, float b, float t)

参数说明：

  • a：起始值，例如：0；

  • b：目标值，例如：20；

  • t：插值系数，表示 a 和 b 之间的比例，取值范围是 0 ~ 1 之间。

    • t=0，返回 a 参数的值，t=1，返回 b 参数的值；
    • t=0.5，返回 a 和 b 的中间值。

  • Lerp（）插值方法，我们最终使用的是 a 值，b 值是相对固定的，在插值运算的过程中，a 值会逐渐递增[也可能是递减]"变成"b 值，插值运算宣告结束。

注意：

  • Lerp()插值方法需要放到 Update 语句块中执行(一般来说，如果不放进去的话，就执行一次就失去了意义)。
  • 将插值运算的结果重新存储到 a 中，再插值的时候就是在新的 a和原有的 b 之间继续插值，a 值才能实现递增。
  • 在插值运算过程中，a 值会逐渐靠近 b 值，当两个值非常近的时候，依然在继续插值，每一次插值的累加步长非常小，但是插值运算不会停止；所以，到达一个很接近的值的时候要停止插值运算，之后进行赋值结束。
  • 插值系数一般用一个很小的数值 ，这样可以实现 a 值到 b 值之间的平滑过渡，在实际使用过程中，插值系数经常使用"增量时间"：Time.deltaTime。

1.10.4.插值运算的几个实际应用

单轴向位移和旋转
csharp 复制代码 
public class CubeLerp : MonoBehaviour
{
    private float startPos = 0;
    private float endPos = 20;

    private float startRot = 0;
    private float endRot = 50;

    private float tPos = 0;
    private float tRot = 0;

    private Vector3 startVector3;
    private Vector3 endVector3;

    private Quaternion startQua;
    private Quaternion endQua;

    private Transform m_Transform;
    private Transform endCube;

    void Start()
    {
        m_Transform = gameObject.GetComponent<Transform>();
        endCube = GameObject.Find("EndCube").GetComponent<Transform>();

        startQua = m_Transform.rotation;
        endQua = endCube.rotation;
    }


    void Update()
    {
        //单向位移
        MoveLerp();
        //单向旋转
        RotationLerp();
    }


    private void MoveLerp()
    {
        if (startPos < 19.7f)
        {
            startPos = Mathf.Lerp(startPos, endPos, Time.deltaTime);
            m_Transform.position = new Vector3(0, 0, startPos);
        }

    }


    private void RotationLerp()
    {
        if (startRot < 49.5f)
        {
            startRot = Mathf.Lerp(startRot, endRot, Time.deltaTime);
            m_Transform.rotation = Quaternion.Euler(new Vector3(0, 0, startRot));
        }
    }



}

上面演示的"单轴向位移"和"单轴向旋转"两个效果，存在两个共有的问题：

  • 插值运算前面快，后面慢； [插值系数固定，前面肯定快，后面肯定慢。]
  • 无法精准的插值到结束值； [临界值的 if 判断语句，停止继续插值。]

能不能让插值运算匀速插值，且"精准"的插值到结束值呢？？

优化版：

csharp 复制代码 
public class CubeLerp : MonoBehaviour
{
    private float startPos = 0;
    private float endPos = 20;

    private float startRot = 0;
    private float endRot = 50;

    private float tPos = 0;
    private float tRot = 0;

    private Vector3 startVector3;
    private Vector3 endVector3;

    private Quaternion startQua;
    private Quaternion endQua;

    private Transform m_Transform;
    private Transform endCube;

    void Start()
    {
        m_Transform = gameObject.GetComponent<Transform>();
        endCube = GameObject.Find("EndCube").GetComponent<Transform>();

        startQua = m_Transform.rotation;
        endQua = endCube.rotation;
    }


    void Update()
    {
        //单向位移
        MoveLerp();
        //单向旋转
        RotationLerp();
    }


    private void MoveLerp()
    {
       if(tPos < 1.0f)
        {
            tPos += 0.5f * Time.deltaTime;
            m_Transform.position = new Vector3(0, 0, Mathf.Lerp(startPos, endPos, tPos));

        }

    }


    private void RotationLerp()
    {
       if (tRot < 1.0f)
        {
            tRot += 0.5f * Time.deltaTime;
            m_Transform.rotation = Quaternion.Euler(new Vector3(0, 0, Mathf.Lerp(startRot, endRot, tRot)));

        }
    }

}
  1. 每次插值运算完毕，将插值结果存入到起始值中，第二次，在新的起始值和固定结束值之间继续插值，且重复上方操作，改进方案是：起始值和结束值都固定不变，我们改变插值系数；
  2. 插值系数初始值为 0，在 Update 语句块中，每帧累加 Time.deltaTime,插值系数每帧都会"变大"，起始值和结束值是固定不变的，但是插值系数在慢慢变大，一样可以实现插值结果的变大。
其他插值 API
  1. 借助于 Mathf.Lerp()方法，我们可以实现单轴向上的位移动画和旋转动画，但是局限性很大，比如：[3，8, 10]插值移动到[34, 19, 78]；
  2. Unity 引擎中，很多类都有自己专用的 Lerp()插值运算方法，接下来我们就演示"向量插值"和"四元数插值"。
c# 复制代码 
[s][Vector3] Vector3.Lerp(a, b, float t)//向量插值
[s][Quaternion] Quaternion.Lerp(a, b, float t)//四元数插值
示例
csharp 复制代码 
public class CubeLerp : MonoBehaviour
{
    private float startPos = 0;
    private float endPos = 20;

    private float startRot = 0;
    private float endRot = 50;

    private float tPos = 0;
    private float tRot = 0;

    private Vector3 startVector3;
    private Vector3 endVector3;

    private Quaternion startQua;
    private Quaternion endQua;

    private Transform m_Transform;
    private Transform endCube;

    void Start()
    {
        m_Transform = gameObject.GetComponent<Transform>();
        endCube = GameObject.Find("EndCube").GetComponent<Transform>();

        startVector3 = m_Transform.position;
        endVector3 = endCube.position;

        startQua = m_Transform.rotation;
        endQua = endCube.rotation;
    }


    void Update()
    {
        MoveLerp();
        RotationLerp();
    }


    private void MoveLerp()
    {

        if(tPos < 1.0f)
        {
            tPos += 0.5f * Time.deltaTime;
            m_Transform.position = Vector3.Lerp(startVector3, endVector3, tPos);

        }

    }


    private void RotationLerp()
    {
        if (tRot < 1.0f)
        {
            tRot += 0.5f * Time.deltaTime;
            m_Transform.rotation = Quaternion.Lerp(startQua, endQua, tRot);
        }


    }

}

2.物理系统的初步认识

Unity 引擎内有两套内置的物理系统组件，菜单路径位置如下：

  • 3D 物理组件：Component --> Physics [基于 PhysX 引擎]
  • 2D 物理组件：Component --> Physics 2D [基于 Box2D 引擎]

2.1.刚体组件

2.1.1.刚体的几个属性

  • Mass [质量]

    1. 控制物体的质量，默认值为 1，单位是千克；
    2. 两个物体的质量差距很大，但是下落速度是一样的； ["两个铁球同时着地"]
    3. 两个物体的质量差距很大，在发生碰撞时，会有明显效果。 [各种交通事故]

  • Drag [阻力]

    1. 控制空气阻力，默认值为 0，表示没有空气阻力；
    2. 将该参数值调大，可以降低物体的下落速度。

  • Angular Drag [角阻力]

    1. 当物体发生旋转时的空气阻力，默认值为 0.05；

  • Use Gravity [使用重力]

    1. 当前刚体组件是否开启重力效果，默认是勾选，重力开启状态；
    2. 如果取消勾选，则当前游戏物体关闭重力效果。

  • Is Kinematic [运动学]

    1. 在物理运动和"运动学"运动[Transform]之间切换，默认是不勾选状态；
    2. 勾选该属性，运行之后，物体同样没有重力效果。

2.1.2.刚体的移动

无动力情况
c# 复制代码 
    //刚体组件对象方法 MovePosition（）控制当前物体移动到指定位置,Vector3 参数指的是目标位置。
    [void] m_Rigidbody.MovePosition(Vector3)
有动力情况

  • 使用刚体组件控制游戏物体，主要目的是进行两种运动：平稳运动，剧烈运动。

    • 平稳运动：游戏角色行走，奔跑；

    • 剧烈运动：枪械武器发射子弹，炮弹

这里指的就是剧烈运动。

csharp 复制代码 
    //给刚体组件添加力，让刚体组件所在的游戏物体，向某个方向发射出去。
    Vector3 参数指的是目标方向的力度。
    [void] m_Rigidbody.AddForce(Vector3) //世界坐标系方向
    [void] m_Rigidbody.AddRelativeForce(Vector3) //物体坐标系方向
例子
csharp 复制代码 
    m_Transform = gameObject.GetComponent<Transform>();
    m_Rigidbody = gameObject.GetComponent<Rigidbody>();

    //向上移动位置.
    m_Rigidbody.MovePosition(new Vector3(0, 5, 0));

    //向上方发射.[世界方向.]
    m_Rigidbody.AddForce(Vector3.up * 1000);

    //向上方发射.[物体自身方向.]
    m_Rigidbody.AddRelativeForce(Vector3.up * 1000);
WASD移动
csharp 复制代码 
    /// <summary>
    /// 世界坐标系四方向移动.
    /// </summary>
    private void WorldDirMove()
    {
        //向前.
        if (Input.GetKey(KeyCode.W))
        {
            m_Rigidbody.MovePosition(m_Transform.position + Vector3.forward * 0.2f);
        }
        //向后.
        if (Input.GetKey(KeyCode.S))
        {
            m_Rigidbody.MovePosition(m_Transform.position + Vector3.back * 0.2f);
        }
        //向左.
        if (Input.GetKey(KeyCode.A))
        {
            m_Rigidbody.MovePosition(m_Transform.position + Vector3.left * 0.2f);
        }
        //向右.
        if (Input.GetKey(KeyCode.D))
        {
            m_Rigidbody.MovePosition(m_Transform.position + Vector3.right * 0.2f);
        }
    }

    /// <summary>
    /// 自身坐标系四方向移动.
    /// </summary>
    private void SelfDirMove()
    {
        //向前.
        if (Input.GetKey(KeyCode.W))
        {
            m_Rigidbody.MovePosition(m_Transform.position + m_Transform.forward * 0.2f);
        }
        //向后.
        if (Input.GetKey(KeyCode.S))
        {
            m_Rigidbody.MovePosition(m_Transform.position - m_Transform.forward * 0.2f);
        }
        //向左.
        if (Input.GetKey(KeyCode.A))
        {
            m_Rigidbody.MovePosition(m_Transform.position - m_Transform.right * 0.2f);
        }
        //向右.
        if (Input.GetKey(KeyCode.D))
        {
            m_Rigidbody.MovePosition(m_Transform.position + m_Transform.right * 0.2f);
        }
    }

2.2.碰撞体和碰撞

2.2.1.组合效果

在模型游戏物体上使用物理组件，有四种常见的组合方式：

组合 A: 网格 + 刚体 + 碰撞体

最常用的一种组合方式，游戏内的玩家角色，各种小怪，Boss 都是这种组合方式；

角色游戏物体可以推着"组合 A"移动。

组合 B: 网格 + 碰撞体

游戏场景相关元素，大多使用这种组合方式，比如场景内的各种建筑，墙壁，石头；

角色游戏物体可以和"组合 B"发生碰撞，但是"组合 B"无法移动。

组合 C: 网格

这种组合方式没有使用任何物理相关的组件；

角色游戏物体可以直接穿透"组合 C"，在物理运算角度，"组合 C"不存在。

组合 D: 网格 + 刚体

这种组合方式没有使用碰撞体组件，也就意味着项目运行之后，"组合 D"不会停

留在"地面"上，而是直接穿透地面进行自由落体运动

2.3.物理射线

2.3.1.概述

在 Unity 引擎中，还存在一个名为"射线"的东西，它也可以和碰撞体组件产生物理碰撞，因此"射线"也称之为"物理射线"；

2.3.2.使用射线

  1. 在 Unity 引擎中，射线没有对应的组件，只有一个结构体：Ray [射线]；
  2. 在脚本中以 Ray 为类型创建字段，字段的用途是用于持有对象引用；
  3. 射线对象的创建方式主要有如下两种：
    1. 直接 new 关键字构造射线对象；
    2. 通过摄像机相关 API 构造射线对象。
通过摄像机相关 API 构造射线对象：
c# 复制代码 
[Ray] Camera.main.ScreenPointToRay(Vector3)
//摄像机组件对象方法，接收"屏幕上的一个点"作为参数，创建并返回一个射线对象，Vector3 参数指的就是"屏幕上的一个点"；
[Vector3] Input.mousePosition; 
//只读属性,鼠标在屏幕上的位置. 从摄像机所在的位置，向鼠标在屏幕上的位置(方向)，创建一根射线。
  1. 场景中默认存在的"Main Camera"称之为：主摄像机；
  2. 之所以能被称之为"主摄像机"，不是因为游戏物体名称的中文翻译，而是因为这个 Main Camera 游戏物体身上默认设置了一个专用的 Tag 标签；
  3. [Camera]Camera.main：只读属性，用于获取设置了 MainCamera 标签的游戏物体身上的 Camera 组件对象；
  4. 该属性在项目工程中任意一个脚本中，都可以直接书写调用。
检测物理射线:
c# 复制代码 
[bool] Physics.Raycast(Ray, out RaycastHit)

物理类中的静态方法 Raycast()，主要用于射线检测，方法接收两个参数：

  • Ray：需要被检测的射线对象；
  • RaycastHit ：结构体，用于存放射线与碰撞体组件的碰撞信息；
    • 使用 out 关键字返回数据对象；
    • 结构体对象只读属性 collider，可以获取与射线发生碰撞的碰撞体组件；
  • bool：射线碰撞到了游戏物体(碰撞体组件)返回真，没有发生碰撞返回假。
使用例子
csharp 复制代码 
    private Ray ray;            //物理射线.
    private RaycastHit hit;     //射线碰撞信息.

    void Start()
    {
        
    }


    void Update()
    {
        if (Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
            ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
            if(Physics.Raycast(ray, out hit))
            {
                GameObject.Destroy(hit.collider.gameObject);
            }
        }
        

    }

2.4.角色控制器（Character Controller）

2.4.1.常用Api

  1. SimpleMove（Vector3）：简单移动

    以一定的速度移动角色，会自动应用重力。[角色控制器不是刚体，但是具备刚体的一些属性]

  2. Move（Vector3）：移动

    更为复杂的一种运动，每次都绝对运动，不会应用重力。

  3. OnControllerColliderHit（ControllerColliderHit hit）：可以通过 hit 获取到角色碰撞器碰撞到的物体的信息。

2.4.2.相关属性

  1. Slope Limit

    斜率限制，控制角色最大的爬坡斜度。[演示：角色爬坡]

  2. Step Offset

    台阶高度，控制角色可以迈上最大的台阶高度。[演示：角色上台阶]

  3. Skin Width [默认即可]

    皮肤厚度，在角色的外围包裹着一层"皮肤"，设置这层皮肤的厚度。数值调大，最明显的就是角色和地面之间的间距变大，也就是角色皮肤变厚了。

  4. Min Move Distance [默认即可]

    最小移动距离，默认是 0.001，也就是 1 毫米。如果该数值调大，但代码中单位移动速度很慢，角色就不会动。

  5. Center/Radius/Height角色控制器组件在 Scene 面板中体现为一个"胶囊碰撞器"的形状。

Center：控制中心点的位置；

Radius：控制半径；

Height：控制高度。

实例使用

csharp 复制代码 
using UnityEngine;
using System.Collections;

public class Player : MonoBehaviour {

    private CharacterController m_CC;

	void Start () {
        m_CC = gameObject.GetComponent<CharacterController>();
        //m_CC.slopeLimit = 10;
	}
	
	void Update () {
        //Debug.Log(Input.GetAxis("Horizontal"));
        float horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
        float vertical = Input.GetAxis("Vertical");

        m_CC.SimpleMove(new Vector3(horizontal, 0, vertical) * 3);
        //m_CC.Move(new Vector3(horizontal, 0, vertical) * 0.3f);
	}

    void OnControllerColliderHit(ControllerColliderHit hit)
    {
        Debug.Log(hit.gameObject.name);
    }
}

3.UI系统

3.1.文字组件

3.1.1TMP 字体文件

  • 字体文件

    • Text 组件和 Text TMP 组件，都是用于文字显示，文字显示依赖字体文件；
      • Text 组件：TTF 格式字体文件； [Windows 系统拷贝字体文件]
      • Text TMP 组件：SDF 格式的 Asset 字体文件，默认无法显示中文。

  • 制作 TMP 字体文件（TMP默认不显示中文）

    1. Window --> TextMeshPro --> Font Asset Creator 打开功能面板；
    2. Source Font File [源字体文件]：支持中文显示的 TTF 字体文件；
    3. Character Set [字符集]：Custom Characters [自定义字符]；
    4. Custom Character List [自定义字符列表]：输入你需要显示的中文；
    5. Render Mode [渲染模式]：SDF； [和 TMP 自带的字体保持类型一致]
    6. 点击 Generate Font Atlas [生成字体图集]按钮；
    7. 点击 Save 按钮，将文件存储到指定路径位置；
    8. 当中英文并存时，会自动生成子物体，调用 TMP 默认的字体显示英文。

3.2.图片组件

3.2.1.导入UI 图片素材

  1. 将素材图拖拽导入到 Textures 文件夹中；
  2. Unity 项目工程中的图片，默认用途是"模型贴图"，如果想应用于 UI 界面，需要手动修改图片的属性；
  3. 全选素材图，右侧属性栏参数：Texture Type 修改为 Sprite (2D and UI)，Sprite Mode 修改为 Single，参数修改之后，点击 Apply 按钮。

4.Invoke和协程

4.1.延迟方法Invoke()

4.1.1.基本介绍

  • Invoke [调用]函数：它是 MonoBehaviour 类中定义的公开方法；

  • 我们所编写的 Unity 项目脚本，默认都继承至 MonoBehaviour 父类，也就意味着在我们所编写的脚本中，可以直接使用 Invoke 相关 API；

  • Invoke 函数的用途有两个：延迟调用某个方法，重复调用某个方法。

4.1.1.延迟调用

c# 复制代码 
[void] Invoke(string, float) //延迟多少秒之后，调用某个方法.

参数说明：

string 参数：需要被延迟调用的方法的名字；

float 参数：延迟的时间，单位是秒。

4.1.2.重复调用

c# 复制代码 
[void] InvokeRepeating(string, float, float)

参数说明：

参数列表中前边的两个参数的用途和 Invoke 函数相同；

第三个 float 参数指的是之后每隔多少秒再调用一次该方法。

4.1.3.取消调用

c# 复制代码 
[void] CancelInvoke() //取消当前脚本中所有的延迟调用. 
[void] CancelInvoke(string) //取消当前脚本中指定的延迟调用.

4.2.协程

4.2.1.协程介绍

  1. 协同程序，简称"协程"[Coroutine]；在代码中，协同程序是以"协程方法"的形式存在；
  2. 在使用过程中，需要先创建具有特定功能的协程方法，然后使用对应的 API 对协程方法进行开启和停止。

协程的用途

  1. Unity 引擎所开发的项目，默认是单线程，因为画面渲染，物理运算以及 Unity引擎核心 API 的运行，都需要在主线程内执行；
  2. Unity 项目开发过程中，可以使用 C#多线程相关代码开启子线程，但是在子线程内你无法使用任何 Unity 引擎相关的 API，比如：实例化/销毁游游戏物体；
  3. 协程的用途类似于开启子线程，辅助主线程完成一些额外的代码运行。

4.2.2.协程语法格式

1.创建协程方法
  1. 协程方法跟普通方法语法格式相同，不同点是协程方法会使用到特殊关键字；
  2. 协程返回值类型为：IEnumerator [迭代器接口]
  3. 协程返回数据方式：yield return [产出返回]
  4. 延迟等待：new WaitForSeconds (float) [延迟等待指定秒数]

注意：协程返回值类型是：IEnumerator [迭代器接口]，代码编写过程中输入"IEn"出现下拉菜单代码提示，其中有一个 类似的类型：IEnumerable [可枚举接口]，切记：协程方法的返回值是"tor"结尾，不是"ble"结尾；

2.开启协程
c# 复制代码 
[Coroutine] StartCoroutine(string)

//协程方法的名称作为参数,开启协程. 

[Coroutine] StartCoroutine(string, object)

//协程方法的名称作为参数,开启协程,以 object 为类型传递方法参数给协程.
3.停止协程
c# 复制代码 
[void] StopCoroutine(string) //停止指定名称的协程方法. 
[void] StopAllCoroutines() //停止当前脚本中所有的协程方法.

4.3.协程与 Invoke 对比

4.3.1.相同之处

  1. 都是 MonoBehaviour 父类中定义的公开方法，在我们自己编写的 Unity 项目脚本中，都可以直接使用；
  2. 都可以延迟一段时间之后，在执行具体的代码。

4.3.2.不同之处

  1. 协程在开启时，可以动态的传递参数，Invoke 只能是无参方法；
  2. 协程方法体内，可以多次延迟，Invoke 只能在方法开启时延迟；
  3. Invoke 能实现的效果，协程都能实现，可以理解成一个是免费版，一个是 SVIP付费加强版，在项目实际开发过程中，按需使用即可。
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