unity官方案例精讲（第三章）--星际航行游戏Space Shooter

案例中实现的功能包括：

（1）键盘控制飞船的移动；

（2）发射子弹射击目标

（3）随机生成大量障碍物

（4）计分

（5）实现游戏对象的生命周期管理

导入的工程包中，包含着一个完整的 _scene---Main场景,创建一个全新场景，会在其中实现大部分功能

素材：
链接：https://pan.baidu.com/s/1-qFUYMjrvhfeOWThawJ-Hw 
提取码：bhr8 

一、场景准备

1、创建飞船对象：

（1）从project面板中Assets/models/vechicle_playerShip到Hierarchy视图,重命名player。reset它的Transform组件。

（2）添加Rigidbody组件：用途是通过脚本来为飞船添加作用力，此外不希望飞船受重力影响而下坠，取消Use Gravity选项。

（3）添加Mesh Collider组件：目的是使飞船能够和随机出现的障碍物发生随机碰撞，并在碰撞后触发销毁飞船和障碍物的事件。此时Mesh Collider组件的Mesh属性为模型vehicle_playerShip的网格，选中该网格模型，你可以看到在网格模型中包含了很多非常小的细小的三角面片。

由于上面的网格模型过于复杂，在进行碰撞检测时可能需要消耗大量的计算资源，降低游戏的执行效率，因此，没有必要进行这么精确的碰撞检测，可以通过建模建立一个简化的模型，减少不必要的碰撞计算。

为此选中同目录下的vehicle_playerShip_colloder，展开后选择对应的网格模型，将它拖动到Mesh Collider组件的Mesh属性上。还需要勾选Convex和Is Trigger选项框，设置为触发器。（Convex勾选复选框以启用凸面。如果启用，此网格碰撞器将与其他网格碰撞器碰撞。凸网格碰撞器限制为255个三角形）

其中勾选Convex(凸面）是unity新要求，否则运行会出现：Non-convex MeshCollider with non-kinematic Rigidbody is no longer supported since Unity 5.在前面添加刚体的时候，没有勾选Is Kinematic选项，unity5中不再支持非Kinematic刚体的非Convex网格碰撞体）

（4）添加飞船尾部火焰粒子效果：在project面板中，Assets/Perfabs/VFX/Engines目录下，将预制体engines_player拖动到Hierarchy视图的Player对象上，成为player的子对象。

2、设置摄像机的参数

摄像机的投影方式（projection）为Orthography（正交投影），size为10，Clear Flags为Solid Color，background为黑色，其他设置为保留值。

（Clear Flags: 每个摄影机在渲染其视图时存储的颜色和深度信息。屏幕中未绘制的部分为空，默认情况下将显示skybox。使用多个摄影机时，每个摄影机在缓冲区中存储自己的颜色和深度信息，在每个摄影机渲染时累积更多数据。当场景中的任何特定摄影机渲染其视图时，可以设置清除标志以清除缓冲区信息的不同集合。

skybox:这是默认设置。屏幕的任何空白部分都将显示当前相机的天空盒。如果当前摄影机没有设置“天空盒”（skybox） 

solid color:屏幕的任何空白部分都将显示当前相机的背景色。

Depth only:如果要绘制玩家的枪而不让其在环境中被剪辑，请将一个摄影机设置为深度0以绘制环境，并将另一个摄影机设置为深度1以单独绘制武器。

Don't clear:此模式不清除颜色或深度缓冲区. 结果是，每个帧都会在下一帧上绘制，从而产生涂抹效果。这通常不用于游戏，而且更可能与自定义着色器一起使用

注意，在某些GPU（主要是移动GPU）上，如果不清除屏幕，可能会导致下一帧中未定义屏幕内容。在某些系统中，屏幕可以包含前一帧图像、实心黑屏幕或随机彩色像素

）

 3、添加背景图片

（1）创建一个Quad面片，重命名为background，移除Mesh Collider组件，在Assets/Textures中选择tile_nubula_green_dff,将其拖动到background上，（此图片的尺寸是1024*2048，宽高比为1:2，为了防止图片被拉伸失真，在放大是需要遵循这个比例。）设置其Transform组件。纹理的shader设置为Unlit/Textures。

4、添加粒子背景效果

在真实的是空中应该是繁星点点，所以要添加粒子背景效果，让星空背景更贴近逼真

（1）在Assets/Prefabs/VFX/Starfield目录下，拖动预制体StarField到Hierarchy面板上，保留Transform组件属性的默认值，由于Y值为-5，高于background的（-10），所以不会被background挡住。

（2）展开StarField可以看到两个子对象，其中part_StarFied用于生成较大的粒子效果，另外一个生成较小的粒子效果。在子对象中，你会发现一个粒子系统组件（Particle System）

 二、编写脚本代码

1、键盘控制飞船移动的操作

（1）在Assets中创建文件夹Scripts,在Scripts中创建PlayerController.cs脚本，由于需要处理刚体组件的物体特效，我们在此重载事件函数FixedUpdate，并且在其中添加如下代码：

    void FixedUpdate()
    {
        //得到水平和竖直方向的输入
        float moveHorizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
        float moveVertical = Input.GetAxis("Vertical");

        //利用上面得到的水平和竖直方向的输入创建一个vector3,作为刚体速度
        Vector3 movement = new Vector3(moveHorizontal, 0.0f, moveVertical);
        G

（2）绑定脚本到player对象，直接选中脚本，将其拖动到player上

（3）运行游戏，有三个问题:

• 飞船的移动速度过慢
• 没有对player做范围限制，飞船可以移动到屏幕外
• 左右移动飞船的时候，飞船没有侧翻效果

（4）解决上面问题，添加一个控制速度变量，创建一个public类型的变量speed

（5）添加限制对象运动范围的代码：

由于此场景飞机的活动范围是在xz平面上的，需要限制player的位置在有效的活动范围内，由background决定其xz的坐标值

• 在脚本中创建一个Boundary类用于管理飞船活动的范围，在PlayerController类中添加一个Boundary的实例。访问权限是public

public class Boundary
{
    public float xMin, xMax, zMin, zMax;
}
public class Player_Control : MonoBehaviour
{
    public float speed;//速度
    public Boundary1 boundary;

• 要将一个物体限制在一个范围内，可以使用unity提供的Mathf.Clamp函数来实现：该函数若value的值小于min，则返回min；若value大于max，则返回max。于是可以在FixedUpdate中限定

static float Clamp(float value,float min,float max);

•  在player面板上，并没有看到boundary变量出现，需要为Boundary类添加可序列化的属性 

[System.Serializable]
public class Boundary1
{
    public float xMin, xMax, zMin, zMax;
}

• 运行游戏，寻找临界值。此时FixedUpdate函数的代码

 void FixedUpdate()
    {
        //得到水平和竖直方向的输入
        float moveHorizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
        float moveVertical = Input.GetAxis("Vertical");

        //利用上面得到的水平和竖直方向的输入创建一个vector3,作为刚体速度
        Vector3 movement = new Vector3(moveHorizontal, 0.0f, moveVertical);
        Rigidbody rb =  GetComponent<Rigidbody>();

        if(rb != null)
        {
            rb.velocity = movement * speed;
            rb.position = new Vector3(Mathf.Clamp(rb.position.x, boundary1.xMin, boundary1.xMax), 0.0f,
                Mathf.Clamp(rb.position.z, boundary1.zMin, boundary1.zMax));
        }
    }

 （6）添加移动时旋转的效果

• 要是想飞船左右移动时，以一定的角度倾斜，需要在改变飞船位置的同时更新飞船的Rotation属性：在PlayerController类中添加一个倾斜系数tilt，设置默认值为4.0f.
• 在FixedUpdate函数中添加下面的语句

rb.rotation = Quaternion.Euler(0.0f, 0.0f, rb.velocity.x * -tilt);

• 函数Euler()是Quaternion的一个静态方法，接收绕XYZ轴的旋转角度为参数，并返回一个Quaternion对象。若飞船左右倾斜，则需要绕z轴旋转，往左移动的时候，x轴方向上速度为负值，而此时旋转角度（逆时针）应该为正值，所以需要乘以一个负数。

 此时完整的PlayerController脚本代码：

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

[System.Serializable]
public class Boundary
{
    public float xMin, xMax, zMin, zMax;
}
public class Player_Control : MonoBehaviour
{
    public float speed;//速度
    public Boundary boundary;
    public float tilt = 4.0f;

    void FixedUpdate()
    {
        //得到水平和竖直方向的输入
        float moveHorizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
        float moveVertical = Input.GetAxis("Vertical");

        //利用上面得到的水平和竖直方向的输入创建一个vector3,作为刚体速度
        Vector3 movement = new Vector3(moveHorizontal, 0.0f, moveVertical);
        Rigidbody rb =  GetComponent<Rigidbody>();

        if(rb != null)
        {
            rb.velocity = movement * speed;
            rb.position = new Vector3(Mathf.Clamp(rb.position.x, boundary.xMin, boundary.xMax), 0.0f,
                Mathf.Clamp(rb.position.z, boundary.zMin, boundary.zMax));
            rb.rotation = Quaternion.Euler(0.0f, 0.0f, rb.velocity.x * -tilt);
        }
    }
}

 三、实现射击行为

1、创建电光子弹

（1）新建一个空游戏对象，命名为Bolt，重置其Transform组件，为了防止Player遮挡Bolt,可暂时将player隐藏，然后为Bolt添加一个Rigidbody组件，并取消勾选Use Gravity。

（2）创建一个Quad,命名为VFX,将其设为Bolt的子对象，重置Transform组件，Rotation的属性值（90,0,0），移除Mesh collider组件

（3）将Assets/Materials目录下的fx_bolt_orange拖动到VFX上

（4）为Bolt添加一个Capsule Collider组件，勾选Is Trigger选项框，设置为一个触发器（注意这里的Capsule Collider组件只能放到Bolt上，不能放到子对象上，不然无法销毁Bolt对象，然后设置Capsule Collider的direction属性值为Y-Aixs,并设置radius为0.04，Height为0.65）

（5）新建一个Mover.cs绑定到Bolt上

 public float speed=20.0f;
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        GetComponent<Rigidbody>().velocity = Vector3.forward * speed;
    }

（6）建立目录Perfabs,用来存储预制体，将Blot制作成一个预制体，建好之后，删除Hierarchy视图中的Bolt

（7）两个问题：不能通过键盘和鼠标发射，子弹不会自己消失或者销毁，数量巨大的子弹必定消耗非常多的系统资源，严重影响游戏的性能

2、用脚本控制发射子弹

（1）为player建立一个空的子对象shot spawn ，这是发射子弹的位置，position的值为（0,0,0.7），位置可以自己调整

（2）为了实现fire1触发后即刻实例化Bolt预制体，需要：

• 存储传入的Bolt游戏对象，作为Instantiate的第一个参数
• 存储发射器的位置，作为实例化Bolt的位置
• 设置一定的发射频率，只有间隔时间到了之后才能继续发射

（3）在PlayerController中书写代码

    public float fireRate = 0.5f;//发射的间隔时间，默认是0.5秒
    public GameObject shot; //shot表示的是Bolt预制体
    public Transform shotSpawn;//子弹发射的位置
    private float nextFire = 0.0f;//表示下次可以发射的最早时间（发射时间应该大于此值）从0开始

    private void Update()
    {
        if(Input.GetButton("Fire1") && Time.time > nextFire){
            nextFire = Time.time + fireRate;
            Instantiate(shot, shotSpawn.position,Quaternion.identity);
        }
    }

3、管理子弹的声明周期

我们想要子弹飞出有效的游戏区域后自行销毁，因此可以为游戏区域增加触发器，当飞出的时候，在事件响应中调用Destroy方法

（1）创建一个Cube，重命名Boundary，重置Transform组件，设置数值，由于不用显示移除Mesh Renderer组件，

 （2）创建脚本DestroyByBoundary.cs在其中添加响应的处理事件，OnTriggerExit，将其拖动到Boundary对象上。

   private void OnTriggerExit(Collider other)
    {
        Destroy(other.gameObject);
    }

四、添加小行星（Asteroid）

接下来可以在场景中添加小行星对象，实现的目标是：

• 小行星随机产生，且应该以随机的角度旋转
• 当飞船发射子弹击中小行星时，小行星会爆照并且销毁
• 若飞船碰撞到小行星，则飞船爆炸，游戏结束

1、创建小行星对象

（1）创建空对象，重命名为Asteroid，重置其Transform组件，设置position（0,0,10），添加Rigidbody组件，取消Use Gravity选项，将Angular Drag 设置为0;添加capsule collider组件，勾选Is Trigger选项。

（2）从Assets/Models拖动prop_asteroid_01到Asteroid对象上。成为Asteroid的子对象

（3）为了使碰撞体更接近模型的几何体形状，选中设置碰撞体的属性值Radius的值为0.5，Height的值为1.6，Direction为Z轴

2、添加控制小行星随机旋转的功能

（1）创建脚本RandomRotator.cs并且绑定到Asteroid对象上。

    public float tumble = 10.0f;//小行星的旋转系数
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        //设置刚体的角速度，角速度是描述做圆周运动的物体，单位时间旋转的角度
        //Random.insideUnitSphere表示单位长度半径球体内的一个随机点（向量）
        //记住将刚体的角阻力设置为0，不然会越转越慢（物体旋转是所受到的空气阻力）
        GetComponent<Rigidbody>().angularVelocity = Random.insideUnitSphere * tumble;
    }

3、添加控制射击小行星的功能

子弹射中小行星，二者会消失；飞船与小行星发生碰撞，二者会消失

（1）新建一个脚本DestroyByContact.cs,并且绑定的Asteroid对象上

（2）小行星在Boundary中，如果写直接写销毁代码，游戏一开始就会把小行星和Boundary销毁，所以要进行碰撞体检测，若是与Boundary碰撞不销毁，与其他的对象则执行销毁代码，方法之一是比较对象的Tag属性，设置Boundary的Tag为Boundary。

（3）添加代码

public class DestroyBy_Contact : MonoBehaviour
{
    private void OnTriggerEnter(Collider other)
    {
        if(other.tag == "Boundary")
        {
            return;
        }
        Destroy(other.gameObject);
        Destroy(gameObject);
    }
}

4、添加小行星爆炸效果

（1）在脚本DestroyByContact中添加两个变量

public GameObject explosion;//小行星的爆炸粒子效果对象
public GameObject playerExplosion;//飞船爆炸的粒子效果对象

（2）在碰撞函数中添加实例化粒子效果的代码

//实例化爆炸效果
        Instantiate(explosion, transform.position, transform.rotation);
        if(other.tag == "Player")
        {
            Instantiate(playerExplosion, other.transform.position, other.transform.rotation);
        }

（3）在Assets/prefabs/VFX目录下拖动explosion_asteroid到变量explosion上，explosion_player到变量playerExplosion上

5、添加小行星移动的功能

（1）将Mover.cs脚本拖动到Asteroid上，设置Speed的值为-5，使小行星向与子弹运动方向相反的方向运行

6、添加小行星随机产生的逻辑功能

在添加随机产生小行星的逻辑功能之前，需要先制作Asteroid预制体

（1）将Asteroid拖动到Prefabs中，然后在hierarchy面板中删除

（2）创建一个空对象，重命名为GameController,重置其Transform组件，设置Tag为GameController

（3）创建GameController.cs脚本，并且拖动到GameController上

    public GameObject hazard;//准备实例化的障碍物对象
    public Vector3 spawnValues;//设置为（6,0,14.5）
    private Vector3 spawnPosition = Vector3.zero;//实例化时的位置
    private Quaternion spawnRotation;//实例化时的旋转

    //用于在
    void SpawnWaves()
    {
        //x在这个范围之间
        spawnPosition.x = Random.Range(-spawnValues.x, spawnValues.x);
        spawnPosition.z = spawnValues.z;
        spawnRotation = Quaternion.identity;
        Instantiate(hazard, spawnPosition, spawnRotation);
    }
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        SpawnWaves();
    }

 （4）将小行星预制体拖拽给hazard，spawnValues设置为（6，0，14.5）

（5）运行会发现随机位置生成

7、添加小行星批量产生的功能

（1）在GameController脚本中添加变量hazardCount，表示障碍物的数量

（2）修改SpawnWaves中的代码

   public int spawnCount;//生成小行星的数量
    //用于生成小行星
    void SpawnWaves()
    {
        for (int i = 0; i < spawnCount; i++)
        {
            //x在这个范围之间
            spawnPosition.x = Random.Range(-spawnValues.x, spawnValues.x);
            spawnPosition.z = spawnValues.z;
            spawnRotation = Quaternion.identity;
            Instantiate(hazard, spawnPosition, spawnRotation);
        }
        
    }

（3）设置数量为10，这样的话，,生成的小行星之间会互相碰撞销毁，为了解决这个问题，可以在每次生成一个小行星后等待一段时间，unity中提供协程类WaitForSeconds可以实现这样的功能

（4）再添加一个变量spawnWait,使用协程方法，修改函数。并且修改调用方法，设置变量的是为0.5

（5）由于不想一开始就生成小行星，可以在设置一个变量startWait,在for循环的上面添加一段代码，保存，设置startwait为1

 （6）如果想不断的产生多波小行星，可以添加一个变量waveWait,表示两波之间的时间间隔，写个无限循环，将for包进去，并且加上延迟waveWait

    public GameObject hazard;//准备实例化的障碍物对象
    public Vector3 spawnValues;//
    private Vector3 spawnPosition = Vector3.zero;//实例化时的位置
    private Quaternion spawnRotation;//实例化时的旋转

    public int spawnCount;//生成小行星的数量
    public float spawnWait;//设置产生小行星的时间间隔

    public float startWait;//设置等待时间，之后产生小行星
    public float waveWait;//两波小行星之间的时间间隔
    //用于生成小行星
    IEnumerator SpawnWaves()
    {
        //等待startWait秒之后生成行星
        yield return new WaitForSeconds(startWait);
        //不断产生行星
        while (true)
        {
            for (int i = 0; i < spawnCount; i++)
            {
                //x在这个范围之间
                spawnPosition.x = Random.Range(-spawnValues.x, spawnValues.x);
                spawnPosition.z = spawnValues.z;
                spawnRotation = Quaternion.identity;
                Instantiate(hazard, spawnPosition, spawnRotation);
                //生成每个行星的时间间隔
                yield return new WaitForSeconds(spawnWait);
            }
            //两波波行星生成的时间间隔
            yield return new WaitForSeconds(waveWait);
        }
              
    }
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        StartCoroutine(SpawnWaves());
        
    }

（7）设置waveWait的值为2，运行游戏，发现可以不断的生成小行星，但是发现击中小行星几次后，爆炸粒子效果explosion_asteroid没有自动销毁，随着游戏的进行，严重的影响了游戏的美观和效率。

（8）新建一个脚本DestroyByTime.cs并且绑定到粒子效果上面。

public class DestrtroyByTime : MonoBehaviour
{
    //表示的是粒子的声明周期默认2秒
    public float lifeTime = 2.0f;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        //在lifeTime秒之后销毁物体
        Destroy(gameObject, lifeTime);
    }
}

（9）运行游戏，已经ok了

五、添加游戏音频

1、添加碰撞爆炸音频

（1）将project视图变成单列布局，两列的不好弄

（2）将Assets/Audio中将对应的音频文件拖动到Assets/VFX/Explosions中预制体对象上。确保Play On Awake选项勾选

2、添加飞船射击音效

（1）将音频文件拖动到player上，取消勾选Play On Awake选项，不然一开始就会响

（2）在PlayerController脚本中添加以下代码,运行发射子弹就可以听到声音

 if(Input.GetButton("Fire1") && Time.time > nextFire){
            ...............//调用audiosource类中成员函数Play来播放声音
            GetComponent<AudioSource>().Play();
        }

 3、添加背景音效

理论上，背景音乐可以放到场景中任意一个处于活动状态的游戏对象上，这里选择的是在GameController上

上面讲直接拖动音频文件到目标对象的方法添加音频，简介高效。但不利于读者理解unity管理音频的过程，下面采用另外一种方法来添加音频。

（1）在GameController上添加一个AudioSource组件，此时Audio Clip属性为空。

（2）讲背景音乐拖动到Audio Clip中，这样就可以绑定到GameController上了

（3）由于背景音乐从游戏开始连续不断的播放，所以Play On Awake和Loop都要勾选上

六、添加计分文本

（1）创建Text，会自动添加一个 Canvas父对象和EventSystem对象，重命名Text为Score Text，Text组件中的Text属性输入：得分

（2）将其放到场景的左上角：

（3）添加计分功能;在GameController中添加两个变量：之后再创建函数并进行初始化

public Text scoreText;//Text组件
private int score;//分数

void Start()
    {
        //初始化分数和Text组件
        score = 0;
        updateScore();
        StartCoroutine(SpawnWaves());        
    }
    //创建一个增加和更新分数的组件
    public void AddScore(int newScoreValue)
    {
        score += newScoreValue;
        updateScore();
    }
    private void updateScore()
    {
        scoreText.text = "得分：" + score;
    }
}

 （4）在DestroyByContact脚本中加入变量

public int scoreValue;//设置小行星的分数
private GameController gameController;//创建一个GameController类的变量

 （5）在小行星碰撞事件函数中OnTriggerEnter中添加分值更新语句

//增加分数
gameController.AddScore(scoreValue);

（6）在函数start中初始化变gameController,我们不能直接得到GameController脚本，需要找到GameController对象，在得到绑定在上面的GameController脚本

    private void Start()
    {
        GameObject go = GameObject.FindWithTag("GameController");
        if(go != null)
        {
            gameController = go.GetComponent<GameController>();
        }
        else
        {
            Debug.Log("找不到tag为GameController的对象");
        }
        if(gameController == null)
        {
            Debug.Log("找不到为GameController脚本");
        }
    }

（7）在GameController对象中将Score Text拖进去，在Asteroid预制体中设置分数为10

七、游戏结束与重新开始

当飞船销毁后，游戏应该结束，并且用户能够选择重新开始游戏

1、设置游戏结束的文本，创建Text 设置游戏结束的字体，居中显示

2、添加游戏结束的功能

（1）打开脚本GameController脚本，添加变量

public Text gameOverText;//游戏结束显示的文本
public bool gameOver;//游戏是否结束的标志

（2）在Start中赋值，游戏开始时应该清除文本

        //游戏刚开始，文本清除，同时设置gameOver为false
        gameOverText.text = "";
        gameOver = false;    

（3）在脚本中添加一个GameOver函数，用来表示游戏的结束

    public void GameOver()
    {
        gameOver = true;
        gameOverText.text = "游戏结束";   
    }

（4）在SpawnWaves中，当gameOver为true时，应该跳出while 循环

 　　　　//不断产生行星
        while (true)
        {
            //如果游戏结束，跳出循环
            if (gameOver)
            {
                break;
            } 

（5）将场景中的游戏结束的文本，拖拽给gameOverText变量，unity会自动的赋值

（6）打开脚本DestroyByContact,当小行星碰撞的是player对象的时候,游戏结束（注意检查player的Tag是不是设置成了Player）

if (other.tag == "Player")
        {
　　　　　　 　.............
            //调用游戏结束的函数
            gameController.GameOver();
        }

（7）运行游戏，当飞船与小行星碰撞后，游戏结束

3、重新开始游戏

1、创建一个Text,重命名restartText,拖动选择好合适的位置，Text属性写： 按下【R】键重新开始，调整好大小

2、添加重新开始的代码

（1）打开脚本GameController脚本，添加变量

    public Text restartText;//重新开始的文本
    private bool restart;//游戏是否从新开始的标志

（2）在Start中赋值，游戏开始时应该清除文本

　　　　//游戏开始，文本清除，同时设置restart为false

　　　　restartText.text = "";

　　　　restart = false;

（3）在SpawnWaves函数中，当游戏结束时，添加代码

　　　　　　　//如果游戏结束，跳出循环
            if (gameOver)
            {
                restartText.text = "按下【R】键重新开始";
                restart = true;
                break;

(4)在Update函数中，添加代码

 private void Update()
    {
        if (restart)
        {
            if (Input.GetKeyDown(KeyCode.R))
            {
                //Application.LoadLevel(Application.loadedLevel);已经弃用
                SceneManager.LoadScene("Space_Shooter");//小括号里可以填写场景的名字
            }
        }
    }

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