Unity 基础

1 游戏引擎 & unity

什么是 Unity

1.1 游戏引擎

1.1.1 概念

游戏引擎（Game Engine）：可以快速制作游戏的软件框架，其中包含处理图像、声音等素材的预制功能，包含物理引擎等等...
小白可以暂时只记住，它是可以帮助我们快速开发游戏的工具

1.1.2 优秀游戏引擎

业界双雄：Unity（联合，意思应该是“我全包圆儿了，关于游戏开发的事儿”） & Unreal （虚幻）
免费新秀： Godot

1.2 Unity

也称为 Unity 3D，特点：易用，功能强大，大幅度提升开发效率

2. Unity 安装运行

2.1 Unity Hub（中心）

字面意思 unity 管理中心，unity 有很多版本，更新很频繁，很多版本并不互相兼容，就需要有一个管理中心来统一管理不同版本的 unity ，unity hub 因此而生。

可简化查找、下载和管理 Unity 项目和安装内容

unity hub 官方文档资料

2.2 Unity hub 下载安装

unity hub 安装官方文档

注册 unity 账号
注册许可证
下载 unity hub
安装 unity hub

2.3 安装 Unity

使用 unity hub 下载安装 unity 官方文档

打开 unity hub
登录 unity 账号
选择 unity 版本，下载，安装
选择安装好的 unity 版本，运行

2.4 运行 unity 项目

两种方式：

直接打开指定版本的 unity ，打开项目
通过 unity hub 直接打开项目（推荐）

运行 unity 官方文档

2.5 unity 许可证

unity 虽然开源，但并不完全免费，分多个版本，个人版免费，专业版和企业版收费，所以需要许可证激活才能使用。

普通用户学习或非盈利性使用时，应选择个人版，申请对应的许可证激活 unity

具体操作步骤，参照许可证和激活官方文档

3. 使用学习项目

打开 unity hub
左侧选择 “学习” , 右侧选择要使用的项目，点击并下载
等待下载过程中，可以点开 “查看教程” ，在浏览器中查看示例项目对应教程
按照教程进行项目实操

4. Hello World

游戏开发属于软件开发的一个分支，自然需要用到一门编程语言，unity 中，使用 C# ，一个微软公司设计的程序开发语言

4.1 安装 C# 编译器

C# 编译器就是用来编写 C# 代码，并将其编译成机器可执行程序的编程工具，这里我们使用微软管饭的 Visual studio

下载 visual studio community 2019/2021（免费社区版），安装
或者在安装 unity 的同时，选择扩展工具中的 visual studio community 2019，安装

4.2 创建并编写 hello world

打开 unity hub
新建 unity 项目，选择适合的 unity 版本
选择最简单的 2d 项目模板，新建
在 Hierarchy 窗口中选中 Main Camera ，在右侧为其添加组件 C# script ，并命名为 HelloWorld
双击 HelloWorld 脚本，会关联到 Visual Studio ，在其中编辑脚本如下：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class HelloWorld : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {

    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {

    }

    void OnGUI(){
        GUI.skin.label.fontSize = 100;
        GUI.Label(new Rect(10, 10, Screen.width, Screen.height), "Hello World!");
    }
}

运行游戏，查看结果

4.3 编译输出

文件 -> 生成设置 -> 选中当前场景 SampleScene
平台选择 PC
构建和运行，选择要存放的文件夹
构建后的项目会直接运行，因为没有加入任何操作，关闭的话，可以使用 windows 组合件 alt + F4
生成三个文件，两个文件夹，全部拷贝到别的目录也可以双击 HelloWorld.exe 运行项目：
- HelloWorld.exe
- UnityCrashHandler64.exe
- UnityPlayer.dll
- HelloWorld_Data
- MonoBleedingEdge

4.4 调试程序

4.4.1 显示 Log

在想要查看信息的位置添加代码：

Debug.log(要输出的信息....); // 输出的信息必须为字符串类型

打开 Unity 中的 Console（控制台）窗口，在运行游戏时，可以查看指定的输出信息

4.4.2 在 Vs 中设置断点

在 Visual Studio 代码中，点击代码行前面，或点击 F9，可以在指定行添加断点（在编译器中显示为一个红色圆点）
在 vs 工具栏中选择【Attach to Unity and Play（附加到 unity 并播放）】，编译器会在调试状态下
在 Unity 中运行游戏，到断点处会自动停止执行，方便开发者查看脚本中任意信息

5. Unity 脚本基础

5.1 脚本组件

5.1.1 Game Object：

Unity 中最基本的游戏元素，默认值包含 Transform 组件（变形组件），可加载其它组件（Component），根据加载的组件不同而显示出不同的特性

5.1.2 Unity 脚本核心类

MonoBehavior 所有 Unity 脚本的积累，提供大部分 Unity 功能，如果脚本不是继承自 MonoBehavior ，则无法将该脚本作为组件运行
Transform 每个 Game Object 都包含的默认组件，提供了位置变换、旋转、缩放、父子物体连接等功能
Rigidbody/Rigidbody2D（刚体）提供所有物理功能，如重力、弹性、碰撞等

5.2 脚本执行顺序

游戏启动时，会先执行 Assembly.Load 操作，加载 /Library/ScriptAssemblies 文件夹下的当前工程相关的动态链接库（dll）文件；
然后，启动当前场景，并加载 Resources 目录下的资源
接下来，按需加载 Game Object
如果这个 Game Object 包含脚本组件，则脚本组件会按照下面图中顺序，执行生命周期函数

5.3 脚本的序列化

5.3.1 序列化 & 反序列化

注意：序列化和反序列化时所说的输入输出，目标针对的都是游戏程序运行时的内存

序列化（用于从内存对象到指定位置的输出）：从程序运行的内存中，将指定对象转换为二进制流（数据），为传输（可能是输出到硬盘文件、或传输给网络上其他电脑）做准备的过程。
反序列化（用于从二进制流到内存对象的输入）：将二进制流，转换为内存中对象的过程

5.3.2 脚本的序列化

脚本序列化是指：将脚本指定给场景中的任一 Game Object ，就可以在 Inspector 窗口中给该脚本类设置属性的初始值了

5.4 组件式编程

在 Unity 中，一个 Game Object 可以同时挂接多个组件，每个组件都可以有不同的功能（用代码脚本组件来实现），这就是最基本的组件式编程

组件式编程一般有下面几个要点：

组件的获取通过当前游戏对象的 GetComponent() 方法，可以获取指定类型的组件

// 获取当前游戏对象的刚体组件
Rigidbody rigid = this.gameObject.GetComponent<Rigidbody>();
if(rigid == null) //如果不存在
{
    //则添加一个新的刚体组件
    rigid = this.gameObject.AddComponent<Rigidbody>();
}

组件间通信

同一个 Game Object 上的不同组件间，可以通过 SendMessage 方法，通过名称调用其他组件内的方法，但效率较低且不算安全

继承和组合

组件本身就是 C# 类，所以可以像普通 C# 类那样，使用继承和组合

5.5 协程编程

Unity 默认是单线程的，所以协程就是为了解决单线程问题（需要多线程又没有，会导致需要用多线程时，只能用单线程而造成的代码混乱）而出现的一种代码编写模式，它不是多线程，是一个模拟多线程的伪异步操作，是一种编程技巧。

在传统实时游戏中，在 update 中要延迟执行一些代码，或者满足一定条件后执行一些代码。需要在 update 添加一个计时器，用当前时间来减去前面记录的时间来判断执行。当这种情况越来越多的时候，会添加很多变量和代码，代码就越来越乱
而协程可以说是 unity 的一个框架，为解决这个问题而设计的一个设计模式。套着这个概念来写，让这种代码非常整洁易维护而已。

6. 预置文件 Prefab 和资源管理

预制体（预制件） Prefab：预先配置好的，具备一定功能的的 Game Object 模板，可以重复使用

6.1 创建 Prefab

创建 Prefab：将 Game Object 从场景 scene 中拖入 project 窗口
用 Prefab 创建 Game Object：从 project 窗口将 Prefab 拖入 scene

注意：

Prefab 创建的 Game Object 更改时，默认并不会影响到 Prefab，除非在右边的 Inspector 窗口中将更改写回 Prefab

Prefab 的更改会默认同步到用它创建的 Game Object（并未做过更改的）

6.2 Unity 资源包

制作一个游戏，一般需要大量的外部资源，如图形图像素材、声音素材、动画、库等等， Unity 可以方便的导入并管理这些外部资源。

不同的需求，有不同的资源导入管理方式，这里先简单介绍推荐方式

推荐方式：将资源导入 Unity 项目的 Assets 目录中，可以直接复制粘贴，也可以在 unity 中使用 import 导入

导入后的资源，可以在 Project 窗口中查看并使用

包管理：在窗口中，选择包管理器，可以直接管理外部打包好的资源，一个项目中的资源（比如某个 prefab）如果想要在别的资源中重用，也应该导出为包，然后再进行使用

6.3 管理 Unity 插件

包管理器中，可以管理 Unity 插件，比如：在 Asset Store 中下载的包，都在这里集中安装、管理

7 读取资源和实例化

7.1 在脚本中创建第一个 Game Object （游戏对象）

//直接用类创建一个新的游戏对象
GameObject gameObject = new GameObject("MyGameObject1");

7.2 通过序列化方式引用资源

// 引用项目中的 prefab 或模型
public GameObject prefab;
// 声明一个私有的 游戏对象实例
private GameObject instance;

void Start(){
    // 创建实例
    instance = Instantiate(prefab);
    // 0.1 秒后删除实例
    Destroy(instance,0.1f);
}

7.3 通过 IO 方式读取资源

Unity 中不能直接使用 C# 标准库中的 IO 函数读取资源，必须先将资源放入 Resources 文件夹中，Unity 允许多个不同的 Resources 文件夹在项目的不同路径下

使用 Resources.Load 方法读取资源，用 Instantiate 实例化资源

8. 保存工程

save scene 保存场景
退出 unity 时，可以 save project 保存工程（整个游戏项目）