3D游戏引擎开发技术分享

滨江学院

学年论文

题 目 基于Unity3D在PC端的TPS游戏的开发与设计

院 系 电 子 系

专 业 电子信息工程

学生姓名 杨 鑫

学 号 ***********

指导教师 王 新 蕾

职 称 讲 师

二Ｏ一七年十月二十五日基于Unity3D在PC端的TPS游戏的开发与设计

杨鑫

南京信息工程大学滨江学院 电子信息工程专业，南京 210044

摘要：本文详细介绍了基于Unity3D游戏引擎（个人版）的TPS（第三人称射击）游戏的开发与设计的过程，主要包括游戏开发前准备，场景的制作以及游戏角色控制，子弹发射效果，敌对角色生成的实现方法等。并简单介绍了Unity3D引擎及其特点和资源商店的利用。详细阐述了游戏中的各种关键C#脚本程序。实现以键盘控制位置鼠标控制视角的人机对抗游戏模式。游戏操作简单，人物动作细腻多变，场景氛围代入感强，给玩家良好的游戏体验。

关键词: Unity3D；TPS；C# 第1章 绪论

1.1 基于Unity游戏开发的国内外现状

2016年又被称为VR元年。

虚拟现实（VR）是当今最前沿的科学技术之一，谷歌，微软，Facebook，苹果，三星，索尼等知名高科技企业对其视为上宾。VR通过计算机虚拟出现实世界，在VR技术影响下，仿佛置身于另一个世界。2016年，是VR技术突破性发展的一年，VR将与各行各业相互融合，产生庞大的岗位需求——VR开发工程师，而Unity已经成为VR内容开发的首选平台。

通过使用Unity引擎制作的游戏吸引了全球6亿游戏玩家。，Facebook拥有8.29亿的日常用户。用Unity制作的应用和游戏目前的累计体验量已达到了87亿次。

根据Unity官方在2017年8月最新公布的数据[1]，Unity中国区的开发者数量、用户活跃度和终端安装量均已经成为全球第一。在世界范围内，Unity占据全功能游戏引擎市场份额的45%，居世界首位。最接近我们的美国，其市场份额只有我们的三分之一。Unity的每月全球活跃用户超过60万。中国区每个月Unity引擎被使用的次数总和高达180万次，居世界首位。美国以150万次使用居世界第二。Unity中国区在3D手机游戏市场的占有份额已经达到75%，超越日本成为世界第一。也就是说在最火的前100款3D手机游戏中，平均每10款就有7.5款是使用Unity引擎制作。

本科毕业设计（论文）

基于Unity3D的格斗游戏的设计与实现

Design and implementation of the Game of

Fighting based on Unity3D

内容摘要

本设计是基于Unity3D所开发实现的一款RPG（Role-playing Game-角色扮演游戏）-格斗游戏，以游戏的逻辑流畅性、界面工整简洁与还原最原始最通俗的角色扮演类游戏为设计目标，具有准确输出各类板块功能、易懂、易操作、界面简洁美观的3D一体化系统设计与运行简易方便等强大功能为一体。

本设计前端采用Unity3D+NGUI+3D MAX 2018+Photoshop 2018等工具来设计一个具有真实感的3D场景界面，此场景界面不仅简洁美观而且通俗易懂，极大程度地还原了最原始状态的RPG（Role-playing

Game-角色扮演游戏），加强了人机交互功能，使得玩家可以轻易上手游戏的每一个部分；后端主要采用Microsoft Visual Studio 2017工具，全程应用C#语言实现了游戏内部各个环节的紧扣性与代码编译灵活性从而使得游戏操作的简易性提高；总体实现了一个具有现代化RPG（Role-playing Game）-角色扮演游戏功能的系统。

游戏强大的视觉体验以及可操作性成为当代热门话题，采用各种先进的技术以提高游戏内外部各个部分的统一性为原则，充分展示了游戏逻辑的准确和重要性，从而进一步吸引广大玩家的青睐。

关键词：RPG（Role-playing Game-角色扮演游戏）、C#、Unity3D、NGUI、Microsoft Visual Studio 2017

Abstract

Implemented by this design is based on Unity3D- a RPG (Role-playing

Game) – which is named The Game of Fighting. The Game logic fluency is

Unity游戏引擎基础知识

Unity游戏引擎是一款全平台、综合性游戏开发工具，其前身是德国的“Unity Technologies”，最初是用于开发电脑游戏的，后来逐步扩展到移动端、虚拟现实和增强现实等领域。Unity游戏引擎的出现证明了游戏行业正向着更加简便、高效、优美的方向不断迈进。

一、历史沿革

Unity游戏引擎是在2005年由Unity Technologies公司创立，并在2007年正式推出第一个版本。最初的开发目标是为了简化游戏开发过程，让开发者更轻松、高效地创建跨平台游戏。自此，Unity游戏引擎经过多年的不断发展和完善，如今已成为世界上最著名的游戏引擎之一。

Unity游戏引擎的历史可分为以下几个阶段：

1.创立初期（2005-2009年）：这一阶段是Unity游戏引擎的起步阶段，其开发主要集中在电脑和网络平台上。实现了基础的跨平台开发功能。 2.移动端扩张（2010-2014年）：这一阶段Unity开始渗透移动端领域，此时游戏开发商和游戏玩家对Unity游戏引擎产生了更多的关注。Unity不仅支持iOS和Android平台，还针对多个移动设备推出了不同的版本。

3.3D、虚拟现实逐渐成熟（2015-2018年）：这期间Unity游戏引擎逐步扩展至3D游戏领域，并逐渐开拓了虚拟现实及增强现实的开发领域。Unity 5、2017版本的发布为Unity的发展注入了新的活力。

二、基础架构

借助Unity游戏引擎，开发者无需编写大量的代码即可快速构建出3D游戏。Unity使用C#作为开发语言，提供了多种编译器和工具来支持不同平台的游戏开发。以下是Unity游戏引擎的重要部分：

1.Unity Editor（编辑器）：Unity除了提供可在各类开发平台上运行的游戏引擎之外，还提供了一个跨平台的游戏开发编辑工具，即Unity Editor。Unity Editor依托于Unity引擎，提供了3D游戏开发中所需的各种功能和工具，例如模型导入、场景编辑、物理仿真等等。 2.Unity Scripting System（脚本系统）：Unity使用C#作为开发语言，支持Javascript、Boo等多种其他语言。开发者可以使用脚本来控制角色、游戏物体、场景和触发事件等。

虚幻引擎（UE4）技术基础

虚幻引擎（Unreal Engine，简称UE）是一款由Epic Games公司开发的游戏引擎，它具有出色的图形质量和高性能的特点，是各种游戏开发平台中最受欢迎的之一。本文将为大家简单介绍UE4的一些基础技术，包括UE4的架构、蓝图系统、渲染技术、物理引擎等方面。

1. UE4的架构

UE4的架构分为四个层次：Engine、Runtime、Editor和Project。Engine层是UE4引擎的核心，包括一些游戏引擎最基础的功能，例如渲染、物理、碰撞检测、声音和输入控制等。Runtime层则是游戏运行的核心，可以轻松地将一个游戏项目从一个平台移植到另一个平台。而Editor层是UE4的编辑工具，包括了各种编辑器和工具，例如蓝图编辑器、材质编辑器、地形编辑器等。最后一个层次是Project层，是用UE4开发的实际项目，每个Project可以拥有自己的资源和设置。

2. 蓝图系统

UE4拥有一套功能强大的蓝图系统，允许开发者通过拖拽和连线来制作复杂的脚本。蓝图系统相当于UE4 的脚本语言，可以方便地创建交互式逻辑和行为。此外，蓝图还提供了可视化的反馈，让开发者可以快速了解其实现的流程。利用蓝图系统，开发者可以创建游戏中所有的角色控制、任务脚本、AI行为等。

3. 渲染技术

UE4具有出色的渲染技术，特别是动态光照和材质渲染。UE4支持动态全局光照（Dynamic Global Illumination），这意味着游戏中的光照会动态的改变，在不同时间和场景下会呈现不同的效果。这种渲染技术使游戏场景更加逼真，有助于提升游戏沉浸感。UE4还拥有高质量的材质渲染，支持各种细致的绘画和贴图效果，例如透明贴花、反射和折射等。此外，UE4的GPU粒子系统也相当出色，可以在游戏中细致渲染各种粒子效果。

4. 物理引擎

UE4拥有强大的物理引擎，允许开发者通过蓝图系统快速创建各种物理行为。UE4物理引擎支持多种刚体动力学计算，例如碰撞、摩擦、恢复、力学和破碎等，这使得游戏对象可以像真实物体一样互动。UE4还提供了丰富的物理约束和破碎效果，支持各种细致的物理操作。由于UE4的物理引擎和渲染系统高度耦合，因此物理效果的呈现也更加逼真。