Unity—从入门到精通（第一天）

第一章 Unity 3D 概览

1.1 什么是Unity？

Unity是一款跨平台的游戏引擎，支持多种操作系统，包括Windows、Mac、iOS和Android等。凭借其强大的功能和灵活性，Unity成为了当今业界最受欢迎的游戏开发工具之一。它的核心特性包括可视化编辑器、C#脚本编程环境、内置物理引擎，及一个资源商店，开发者可以在其中获取各种素材、插件和工具，大幅提升开发效率。

核心特性分析

• 可视化编辑器：Unity提供了直观的场景编辑器，开发者无需编写大量代码即可构建3D和2D场景。通过拖拽、调整大小等简单操作，用户能够快速实现想要的效果。
• C#脚本编程：Unity支持C#编程语言，开发者可以使用其编写各种功能脚本，这让代码的组织与管理变得相对简单且高效。
• 物理引擎：Unity自带物理引擎，能够模拟现实世界中的物理特性，如重力、碰撞等，方便开发者快速实现真实的物理效果。
• 资源商店：Unity Asset Store是一个丰富的资源库，开发者可以从中获取现成的模型、音效、动画等素材，节省开发时间和成本。

版本差异

Unity提供了几种版本供用户选择，其中Personal（免费版）和Pro版是最常用的。以下是它们之间的一些主要功能对比：

功能	Personal（免费版）	Pro版
收益限制	年收入低于100,000美元	无限制
升级支持	基础支持	专业支持
分析工具	基本	高级分析工具
云服务	限制	无限使用
定制化能力	限制	高度自由

通过对比选择适合自己需求的版本，能极大提升开发效率。

1.2 Unity的应用领域（含行业案例）

Unity不仅仅是游戏开发的工具，还广泛应用于其他领域，以下是几个方面的案例分析：

游戏开发

在游戏开发领域，Unity已被许多成功游戏所采用，比如《原神》和《纪念碑谷》。

• 《原神》：这个开放世界角色扮演游戏以其美丽的画面和动态的环境而广受欢迎，开发者利用Unity的图形渲染能力，成功地实现了复杂场景与生动角色之间的互动。

• 《纪念碑谷》：此游戏以迷人的艺术风格和独特的视觉效果而著称。Unity提供的2D支持使得开发者能够轻松实现其极具创意的关卡设计。

工业仿真

在工业领域，Unity也发挥了巨大的作用。例如，宝马汽车利用Unity来模拟其汽车装配流程，开发了交互式的3D应用，帮助员工进行培训和流程优化。这不仅提高了生产效率，还在员工培训过程中增加了很多乐趣。

影视动画

在影视行业，Unity也被应用于动画制作。迪士尼在制作《狮子王》的VR预演片段时，使用了Unity的实时渲染技术。这使得动画制作过程更加高效，同时也为导演提供了更直观的视觉呈现。

教育领域

在教育领域，Unity正在被应用于医学解剖的虚拟实验室项目中。学生通过使用Unity开发的应用程序，能够在三维环境中探索人体结构，这种互动性激发了学生的学习兴趣，使他们能更深入地理解复杂的医学知识。

第二章 Unity 3D 下载与安装

2.1 系统要求

在安装Unity之前，首先需要确保您的计算机满足相关的硬件和软件要求。

硬件要求

• 显卡支持：计算机显卡需支持DirectX 11或OpenGL 4.1。您可以使用一些检测工具（如GPU-Z）来确认显卡是否符合要求。

软件要求

• 开发环境：建议预先安装Visual Studio 2019及其附加组件，社区版对于大部分开发者来说完全足够。可以通过访问Visual Studio的官方网站免费下载。

2.2 分步安装指南（以Unity 2021 LTS为例）

1. 访问官网：前往Unity.cn，在网站首页找到"立即下载"按钮，点击进入下载页面。

2. 安装Unity Hub：Unity Hub是一个管理Unity项目和版本的工具。可以选择通过命令行工具安装，以下是Windows系统的安装命令（确保使用管理员权限）：

   choco install unityhub -y

3. 激活许可证：下载完成后，启动Unity Hub，选择个人版，按照流程进行免费激活，此过程通常简单明了，界面会有指引。

4. 安装引擎模块：在Unity Hub中，根据需要勾选相关引擎模块，比如Android和iOS的支持，注意避免选择不需要的模块，以节省储存空间。

2.3 常见安装问题

在安装过程中可能会遇到一些常见问题，以下是一些解决方案：

• 错误代码SUP-7：此错误通常是由于杀毒软件阻止文件下载或安装。解决办法是，暂时关闭您的杀毒软件，然后重试安装。

• 安装进度卡顿：如果安装过程中出现卡顿，可以尝试切换到阿里云镜像源，以提高下载速度。

第三章 创建第一个Unity项目

3.1 项目初始化设置

在创建项目之前，首先需要设定一些初始化设置。

模板选择

在创建新项目时，Unity提供了不同模板供选择，包括3D、2D和VR模板。对于初学者，建议选择3D Core模板，这是最基础也是功能最全的版本。

命名规范

为项目命名时，避免使用中文路径，因为这可能在某些情况下导致读取或访问问题。建议使用英文命名，例如"MyFirstProject_V1"。

3.2 界面深度解析

了解Unity的界面是使用该软件的关键。以下是几个重要面板的介绍：

面板名称	功能	快捷键
Scene视图	场景构建	W/E/R（移动/旋转/缩放）
Hierarchy	对象层级管理	Ctrl+D（复制对象）
Inspector	组件参数调整	-

Scene视图

Scene视图是进行场景搭建的主要区域，开发者可以在这里通过拖动和旋转来设计游戏场景，创建复杂的视觉效果。

Hierarchy

Hierarchy面板展示了当前场景中所有游戏对象的层级结构，便于管理，用户可以通过右键点击以快速添加或删除对象。

Inspector

Inspector面板用于查看和调整所选对象的属性。开发者可以在这里设定物体的外观、行为等重要参数。

3.3 实战：创建交互式场景

接下来，我们将进行一个简单的实战，通过添加立方体和脚本实现基本的交互。

添加立方体

在菜单中的GameObject选项下，选择3D Object，然后点击Cube，便可以在场景中添加一个基本的立方体对象。

材质赋予

为立方体赋予材质，使其看起来更生动。右击Assets面板，选择Create → Material，然后在Albedo选择红色，将材质拖拽到立方体上以应用。

脚本交互

接下来，我们需要创建一个控制立方体旋转的脚本。新建一个C#脚本文件，命名为RotateCube.cs，并输入以下代码：

using UnityEngine; public class RotateCube : MonoBehaviour { public float speed = 30f; void Update() { transform.Rotate(Vector3.up, speed * Time.deltaTime); } }

运行测试

最后，点击Play按钮以查看效果，立方体应当会围绕其Y轴不断旋转。

第四章 核心工作流演示

4.1 资源导入规范

在Unity中，资源的导入是一个非常重要的环节。开发者需要遵循一定的规范来优化游戏性能。

模型格式

Unity支持多种模型格式，其中FBX是最常用的格式。在导入FBX文件时，需确保选择"Read/Write Enable"选项，这样可以在运行时对模型进行修改。

纹理优化

在进行纹理导入时，必须注意纹理的尺寸，推荐的最大尺寸为2048x2048，并要根据目标平台选择合适的压缩格式（如ASTC），以优化性能和画质。

4.2 物理系统初探

物理系统是游戏中的核心元素之一，通过使用Unity的物理引擎，开发者可以实现各种真实的物理效果。

刚体组件

我们可以为场景中的球体添加Rigidbody，使其受物理影响。在添加之后，球体会随着重力自由下落，表现出真实的物理行为。

碰撞检测

通过在脚本中使用OnCollisionEnter事件，开发者可以实现不同物体之间的碰撞检测。例如，当球体与其他物体发生碰撞时，可以打印日志或触发特定事件。

4.3 光照与渲染

游戏的光照效果直接影响到视觉质量，以下是一些基本的光照与渲染设置。

全局光照设置

Unity支持多种光照模式，包括Baked GI和Realtime Lighting。Baked GI在场景构建时进行光照预处理，可以节省实时光照计算的资源，而Realtime Lighting则适用于动态场景。

后处理效果

为了提升画面的视觉效果，可以安装Post Processing Stack，包括Bloom、Chromatic Aberration等效果。通过调整参数，可以实现更细致的画面效果，提高玩家的沉浸感。

第五章 学习路径规划

若您是初学者，可以参考以下的30天成长路线图，帮助您快速上手Unity的开发：

第1周

• 学习C#语法基础，并熟悉Unity界面的操作。
• 除了在线课程，也可以在书籍上查找相关内容，进行深入学习。

第2周

• 着重于Unity的物理系统以及动画状态机的使用，了解如何通过物理引擎创建动态的游戏世界。

第3周

• 入门UGUI和Shader编程，学习如何创建用户界面以及自定义着色效果，使您能够更好地为游戏设计视觉感受。

第4周

• 完成一个完整的项目实战，可以选择跑酷或塔防游戏，这样的项目能让您综合运用前几周已学的知识。

推荐资源

• Unity Learn平台提供了丰富的官方课程，适合不同水平的学习者。
• 书籍《Unity游戏设计与实现》也为实际项目开发提供了很好的指导。

附录：常见问题QA

以下是Unity使用过程中常见的十个问题解答，帮助开发者解决在开发中遇到的疑问：

1. 如何解决安装Unity时的SUP-7错误？

   • 关闭杀毒软件后重试，通常能解决此问题。

2. Unity中如何更改场景光源？

   • 在Hierarchy中找到Directional Light对象，设置其强度和颜色即可。

3. 如何优化Unity项目的性能？

   • 可以调整光照设置、减少Draw Call、使用合适的模型和纹理尺寸等方式提高性能。

4. Unity的Asset Store是如何运作的？

   • 开发者可以在Asset Store中购买或免费下载资源，将其导入到自己的项目中使用。

5. 怎样修复Unity中的游戏卡顿问题？

   • 检查物理计算的复杂度、光照设置、材质的使用等，优化一项可能对性能有显著提升。

6. 如何添加新的脚本组件？

   • 右键点击GameObject，选择"添加组件"，然后选择或新建所需的C#脚本。

7. Unity中的鼠标事件如何处理？

   • 使用Input类的相关方法，如Input.GetMouseButtonDown()来监听鼠标输入。

8. Unity支持的VR设备有哪些？

   • Unity支持多种VR设备，如Oculus Rift、HTC Vive、PlayStation VR等。

9. 如何创建和管理Prefab？

   • 在Hierarchy中选择对象进行拖拽到Project面板，即可生成Prefab，便于管理和复用。

10. Unity的流行插件有哪些？

    • 常用插件包括PlayMaker（用于可视化编程）、Cinemachine（增强摄像机控制）和TextMesh Pro（高级文本渲染）等。

扩展阅读：Git版本控制与Unity Collaborate协作工具使用指南

在项目开发中，使用版本控制工具（如Git）能够有效管理项目外部变化，跟踪代码更新，提高团队协作效率。完成项目后，将项目提交至GitHub等平台，既能分享开发经验，也能获得社区反馈。

使用Unity Collaborate也是一种不错的选择，适合小型团队合作，能够在Unity编辑器内直接进行版本管理，简单快捷，省去了额外配置Git环境的麻烦。