Unity2d速通

1 概述

關于Unity正文前，先大致整理一些預備內容和框架。

Unity是一個平臺/引擎，有很多庫文件，開發者需要做兩件事：利用Unity自帶的圖形化界面（Inspector面板）掛載調整；利用自己寫的C#（Script腳本）調用庫文件實現邏輯。
一個Unity工程有多個場景（Scene），每個場景下有多個對象（GameObject，也稱物件），一個對象就是一個容器（Container），容器中有很多組件（Component），一個組件有很多屬性（Attribute）。
通常一個Unity2d項目的對象包括：基礎（Camera、EventSystem、Light等）、環境（Background、Midground、Foreground等）、游戲（Player、Enemy等）、用戶界面（Canvas、UI Elements等）。
Unity的xyz坐標系是左手系。對于在3D場景中z坐標更小（朝外）但圖層更低的對象，在2D中會被z坐標更大（朝里）的對象遮住。
做好的復用對象模版保存在預制體（Prefab）中。整體Assets文件夾通常包括Art、Animation、Prefab、Scene、Script等。
如果需要共享工程，只需要打包Assets、Packages、ProjectSettings三個文件夾。

2 C#

好了，讓我們學習代碼基礎。

2.1 讓變量顯示在Inspector面板

兩種方式：SerializeField（序列化字段）或Public（公有）。

    [SerializeField] private float walkSpeed = 1;
    public float jumpForce = 45f;

區別在于SerializeField仍保持封裝不被外部腳本修改（推薦），Public的變量則是完全公開修改的。

通常為了易讀性，這樣組織變量定義：

    [Header("Ground Check Settings:")]
    [SerializeField] private Transform groundCheckPoint; //point at which ground check happens
    [SerializeField] private float groundCheckY = 0.2f; //how far down from ground chekc point is Grounded() checked
    [SerializeField] private float groundCheckX = 0.5f; //how far horizontally from ground chekc point to the edge of the player is
    [SerializeField] private LayerMask whatIsGround; //sets the ground layer
    [Space(5)]

可以在定義時賦值或不賦值。

2.2 生命周期函數

Awake()：初始化，最先調用
OnEnable()：對象被啟用時調用
Start()：在Awake()和OnEnable()之后調用
FixedUpdate()：按固定間隔，多幀調用
Update()：每幀調用
LateUpdate()：在Update()之后，每幀調用
OnDisable()：對象被禁用時調用
OnDestroy()：對象被銷毀時調用

單例模式（Singleton）的類在同一時刻只存在一個實例（比如玩家角色就是單例），并且提供全局訪問點，是典型的Awake()函數實現：

    private void Awake()
    {
        if (Instance != null && Instance != this)
        {
            Destroy(gameObject);
        }
        else
        {
            Instance = this;
        }
        DontDestroyOnLoad(gameObject);
    }

Start()通常用于獲取組件和屬性，為了避免后面每一幀Update()頻繁調用，例如：

    void Start()
    {
        pState = GetComponent<PlayerStateList>();

        rb = GetComponent<Rigidbody2D>();
        sr = GetComponent<SpriteRenderer>();

        anim = GetComponent<Animator>();

        gravity = rb.gravityScale;

        Health = maxHealth;
        Mana = mana;
        manaStorage.fillAmount = Mana;
    }

Update()處理每一幀動畫，以下是一個完整的2D角色單幀處理流程：

    void Update()
    {
        if (pState.cutscene) return;

        GetInputs();
        UpdateJumpVariables();

        if (pState.dashing) return;
        RestoreTimeScale();
        FlashWhileInvincible();
        Move();
        Heal();
        CastSpell();
        if (pState.healing) return;
        Flip();
        Jump();
        StartDash();
        Attack();
    }

FixedUpdate()用于處理多幀動作：

    private void FixedUpdate()
    {
        if (pState.dashing || pState.healing || pState.cutscene) return;
        Recoil();
    }

2.3 獲取Input輸入

這些可以在Input Manager調整，代碼如：

    void GetInputs()
    {
        xAxis = Input.GetAxisRaw("Horizontal");
        yAxis = Input.GetAxisRaw("Vertical");
        attack = Input.GetButtonDown("Attack");
    }

2.4 地面檢測

這個功能通常需要完成兩個步驟：將地面設置為專用圖層，然后給對象添加地面檢查點。

圖層設置可以在Inspector中完成（指派Ground圖層為whatIsGround），地面檢查點作為子對象附加到父對象（groundCheck寬度小于父對象的Box Collider）。

代碼可以這樣實現：

    public bool Grounded()
    {
        if (Physics2D.Raycast(groundCheckPoint.position, Vector2.down, groundCheckY, whatIsGround) 
            || Physics2D.Raycast(groundCheckPoint.position + new Vector3(groundCheckX, 0, 0), Vector2.down, groundCheckY, whatIsGround) 
            || Physics2D.Raycast(groundCheckPoint.position + new Vector3(-groundCheckX, 0, 0), Vector2.down, groundCheckY, whatIsGround))
        {
            return true;
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }

這里Raycast（射線檢測）指的是從起點沿著指定的方向發射一條射線，檢測是否與任何物體發生碰撞。Vector2和Vector3分別代表二維向量與三維向量，Vector2.down是正下方，groundCheckX和groundCheckY是檢測范圍長度。

2.5 左右翻轉

這可以通過一個狀態bool變量實現。

    public bool lookingRight;

然后編寫代碼：

    void Flip()
    {
        if (xAxis < 0)
        {
            transform.localScale = new Vector2(-Mathf.Abs(transform.localScale.x), transform.localScale.y);
            pState.lookingRight = false;
        }
        else if (xAxis > 0)
        {
            transform.localScale = new Vector2(Mathf.Abs(transform.localScale.x), transform.localScale.y);
            pState.lookingRight = true;
        }
    }

Transform是少數不需要手動GetComponent()的組件，其三個屬性分別是position、rotation、localscale。

另外移動的代碼如下：

    private void Move()
    {
        if (pState.healing) rb.velocity = new Vector2(0, 0);
        rb.velocity = new Vector2(walkSpeed * xAxis, rb.velocity.y);
        anim.SetBool("Walking", rb.velocity.x != 0 && Grounded());
    }

2.6 幀間時間deltatime

為了避免幀率對時間造成影響，采用deltatime（每幀的時間流逝量）如：

    void Attack()
    {
        timeSinceAttack += Time.deltaTime;
        if (attack && timeSinceAttack >= timeBetweenAttack)
        {
            timeSinceAttack = 0;
            anim.SetTrigger("Attacking");

            if (yAxis == 0 || yAxis < 0 && Grounded())
            {
                Hit(SideAttackTransform, SideAttackArea, ref pState.recoilingX, recoilXSpeed);
                Instantiate(slashEffect, SideAttackTransform);
            }
            else if (yAxis > 0)
            {
                Hit(UpAttackTransform, UpAttackArea, ref pState.recoilingY, recoilYSpeed);
                SlashEffectAtAngle(slashEffect, 80, UpAttackTransform);
            }
            else if (yAxis < 0 && !Grounded())
            {
                Hit(DownAttackTransform, DownAttackArea, ref pState.recoilingY, recoilYSpeed);
                SlashEffectAtAngle(slashEffect, -90, DownAttackTransform);
            }
        }

這里也用到了自定義的計時器，用于控制時間間隔。如果涉及Time.timeScale，那么Time.unscaledDeltaTime則是不受縮放影響的真實時間，Time.deltaTime會受到更改。

2.7 可視化調試OnDrawGizmos

這種方法只在編輯模式和游戲模式下的場景視圖中起作用，不會在實際游戲運行時的屏幕上顯示。

    private void OnDrawGizmos()
    {
        Gizmos.color = Color.red;
        Gizmos.DrawWireCube(SideAttackTransform.position, SideAttackArea);
        Gizmos.DrawWireCube(UpAttackTransform.position, UpAttackArea);
        Gizmos.DrawWireCube(DownAttackTransform.position, DownAttackArea);
    }

2.8 協程Coroutine

協程用于處理需要一定時間完成的動作。以沖刺為例：

    IEnumerator Dash()
    {
        canDash = false;
        pState.dashing = true;
        anim.SetTrigger("Dashing");
        rb.gravityScale = 0;
        int _dir = pState.lookingRight ? 1 : -1;
        rb.velocity = new Vector2(_dir * dashSpeed, 0);
        if (Grounded()) Instantiate(dashEffect, transform);
        yield return new WaitForSeconds(dashTime);
        rb.gravityScale = gravity;
        pState.dashing = false;
        yield return new WaitForSeconds(dashCooldown);
        canDash = true;
    }

3 面板

3.1 圖像

PPU（Pixels Per Unit）越大，導入圖片越小，畫面越清晰。

Max Size是導入的圖片在縮放下不超過的最大尺寸，如果過小會使得畫面模糊。

Filter Mode是過濾模式，通常多線性的紋理效果優于點線性。

Wrap Mode是環繞模式，Repeat會在超出范圍時重復顯示，Clamp是鉗制。

3.2 剛體

Rigidbody處理物體的物理運動，包括重力、速度、力。

注意如果子對象不是剛體，那么父對象的Collider是自己和子對象的Collider之和。此時子對象可以觸發父對象的OnTriggerEnter2D()。

3.3 SortingLayer

Unity有兩種自帶的圖層：Layer和Sorting Layer。前者如檢測碰撞用于圖層邏輯（邏輯分層），后者用于顯示渲染覆蓋（排序分層）。

Sorting Layer在制作環境、背景時非常有用，可以制作景深、霧氣、特殊的前后遮擋效果等等。

如果UI物件和場景物體相互遮蓋，可以在Layer中隱藏。

3.4 URP Lighting

2D Light在新版Unity中被放進URP（Universal Render Pipeline）Package中。

為了添加Lighting，需要把所有被Light的對象材質換成URP材質。

選擇需要的Sorting Layer添加2D Light，適當調整顏色和強度以匹配環境。

4 動畫

4.1 K幀

K幀即關鍵幀動畫，通過在關鍵幀之間插值實現平滑過渡。

Unity的K幀動畫在Animation窗口，樸素的方法是把預制的關鍵幀Sprite添加進去保存，會自動在Animator窗口生成狀態機，然后可以在代碼中調用如：

        anim.SetBool("Walking", rb.velocity.x != 0 && Grounded());

這樣可以控制Animator的標記變量實現條件狀態轉移。

4.2 骨骼動畫

樸素的K幀消耗大量時間，這時可以用Unity的skinning editor處理分層的單張圖片（推薦psb/psd，也可以是png；Unity可以自動切割圖片，注意背景透明）。

通常先綁定（Rigging）骨骼（如要細致動畫可在頭發或衣服上添加分叉的骨骼），并在Visualization分配骨骼排序。然后使用Auto Geometry生成權重，應用后在需要動畫的對象添加Sprite Skin組件創建骨骼。

如果需要為同一個物件準備多個Sprite，那么都對其作綁定，后續動畫采用Sprite Resolver或Sprite Swap等組件設置同一個物件不同Sprite的可見性。

武器裝備之類應當和角色骨骼層級相同，不應低于角色。

4.3 IK反向動力學

IK Manager可以實現子骨骼連續帶動父骨骼轉動的效果。

這通常是把手、腳等邊緣骨骼掛載到IK Manager的List中，然后創建Target，并對翻轉、約束作調整。

4.4 粒子系統ParticleSystem

粒子系統可以制作動畫特效。

首先需要粒子的Material，然后在層次面板創建粒子系統，在Inspector中配置。

posted @ 2024-08-11 01:03 rainrzk 閱讀(61) 評論(0) 收藏舉報

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