Unity 3D2D手机游戏开发：从学习到产品（第4版）

深受读者赞誉的Unity游戏开发原创经典，资深Unity游戏开发工程师十年经验分享
根据Unity 2018改版升级，多款热门游戏实战教学，Unity3D2D游戏开发核心技术揭秘
新增VRAR游戏开发、Shade图形编程、Lua脚本交互与热更新等，内容更精彩 

本书以实例教学为主线，循序渐进地介绍了Unity 2018在手机游戏开发方面的不同功能。第1章，由零开始，引导读者熟悉Unity编辑器的各个功能模块和特性。第2~4章是3个不同特色的3D游戏实例，使读者对Unity游戏开发有一个较全面的认识。第5章是一个2D游戏实例，全方位地介绍了Unity在2D游戏方面的应用。第6章和第7章重点介绍了Unity在网络方面的应用。第8~10章介绍了如何将Unity游戏移植到网页、iOS和Android平台。第11章详细介绍了Unity的新GUI系统。第12章是关于创建Unity游戏美术资源的工作流程。第13章和第14章分别介绍了行为树和Play Maker两款插件，第15章介绍了使用HTC Vive创建VR应用，第16章介绍了Unity结合Vuforia 在AR方面的应用，第17和第18章介绍了Shader图形编程和Lua脚本在Unity中的应用。本书*后还附有C#语言的快速教程，帮助缺乏程序开发基础的读者快速入门，同时也包括Unity编辑器菜单栏的中英文对照表供读者查阅。
本书提供了所有实例的源代码与素材文件，供读者上机练习使用，读者可从网上下载本书资源文件。
本书适合广大游戏开发人员、游戏开发爱好者、软件培训机构以及计算机专业的学生等使用。

金玺曾，资深游戏开发工程师，拥有10余年游戏行业从业经验，先后在上海盛大网络，上海爱客士电脑软件，上海皿鎏软件从事游戏开发工作，参与过很多原创和外包项目。

目    录
 
第1章  Unity基础    1
1.1  初识游戏引擎和Unity    2
1.2  运行Unity    3
1.2.1  Unity的版本    3
1.2.2  下载并安装Unity    4
1.2.3  在线激活Unity    4
1.2.4  运行示例工程    4
1.3  创建一个Hello World程序    7
1.3.1  安装Visual Studio    8
1.3.2  编写脚本    8
1.3.3  编译输出    10
1.4  调试程序    11
1.4.1  显示Log    11
1.4.2  在Visual Studio中设置断点    11
1.5  Unity脚本基础    12
1.5.1  Script（脚本）组件    12
1.5.2  脚本的执行顺序    13
1.5.3  脚本的序列化    14
1.5.4  组件式编程    15
1.5.5  协程编程    16
1.6  预置文件Prefab和资源管理    17
1.6.1  创建Prefab    17
1.6.2  Unity资源包    18
1.6.3  管理Unity插件    18
1.7  读取资源和实例化    19
1.7.1  在脚本中创建一个Game Object    19
1.7.2  通过序列化方式引用资源    19
1.7.3  通过IO方式读取资源    20
1.8  保存工程    20
1.9  时间和动画    21
1.10  小结    21
第2章  太空射击游戏    23
2.1  游戏介绍    24
2.1.1  游戏操作    24
2.1.2  主角和敌人    24
2.1.3  游戏UI    24
2.2  导入美术资源    24
2.3  创建场景    25
2.3.1  创建火星背景和星空动画    26
2.3.2  设置摄像机和灯光    30
2.4  创建主角    31
2.4.1  创建脚本    32
2.4.2  控制飞船移动    33
2.4.3  创建子弹    35
2.4.4  创建子弹Prefab    36
2.4.5  发射子弹    37
2.5  创建敌人    38
2.6  物理碰撞    39
2.6.1  添加碰撞体    39
2.6.2  触发碰撞    40
2.7  高级敌人    43
2.7.1  创建敌人    43
2.7.2  发射子弹    44
2.8  声音与特效    46
2.9  敌人生成器    48
2.10  游戏UI和战斗管理    50
2.10.1  创建显示得分的UI界面    50
2.10.2  创建显示游戏失败的UI界面    51
2.10.3  编写脚本    52
2.11  关卡跳转    54
2.12  用鼠标控制主角    56
2.13  精确的碰撞检测    58
2.14  自动创建Prefab    60
2.15  发布游戏    62
2.16  使用PoolManager创建对象池    64
2.17  小结    66
第3章  人称射击游戏    68
3.1  策划    69
3.1.1  游戏介绍    69
3.1.2  UI界面    69
3.1.3  主角    69
3.1.4  敌人    69
3.2  游戏场景    69
3.3  主角    70
3.3.1  角色控制器    70
3.3.2  摄像机    72
3.3.3  武器    73
3.4  敌人    74
3.4.1  寻路    74
3.4.2  设置动画    76
3.4.3  行为    77
3.5  UI界面    80
3.6  交互    84
3.6.1  主角的射击    84
3.6.2  敌人的进攻与死亡    86
3.7  出生点    88
3.8  小地图    90
3.9  小结    93
第4章  塔防游戏    94
4.1  策划    95
4.1.1  场景    95
4.1.2  摄像机    95
4.1.3  胜负判定    95
4.1.4  敌人    95
4.1.5  防守单位    95
4.1.6  UI界面    95
4.2  地图编辑器    96
4.2.1  “格子”数据    96
4.2.2  在Inspector窗口添加自定义UI
控件    98
4.2.3  创建一个自定义窗口    100
4.3  游戏场景    102
4.4  制作UI    103
4.5  创建游戏管理器    105
4.6  摄像机    109
4.7  路点    111
4.8  敌人    115
4.9  敌人生成器    118
4.9.1  创建敌人生成器    118
4.9.2  遍历敌人    121
4.10  防守单位    121
4.11  生命条    130
4.12  小结    132
第5章  2D游戏    133
5.1  Unity 2D系统简介    134
5.2  创建Sprite    134
5.2.1  使用SpriteEditor创建Sprite    134
5.2.2  使用SpritePacker创建Sprite    136
5.2.3  图层排序    137
5.2.4  Sprite边框和重复显示    138
5.3  动画制作    138
5.3.1  序列帧动画    138
5.3.2  使用脚本实现序列帧动画    140
5.3.3  骨骼动画    141
5.4  2D物理    142
5.5  捕鱼游戏    146
5.5.1  游戏玩法    146
5.5.2  准备2D资源    146
5.5.3  创建鱼    148
5.5.4  创建鱼群生成器    150
5.5.5  创建子弹和大炮    151
5.5.6  物理碰撞    153
5.6  2D材质    154
5.6.1  修改Sprite颜色    154
5.6.2  自定义的黑白效果材质    155
5.7  小结    155
第6章  与Web服务器的交互    156
6.1  Web服务器简介    157
6.2  在Windows上安装部署Apache    158
6.2.1  安装Apache    158
6.2.2  Apache常用命令    159
6.2.3  安装MySQL    159
6.2.4  安装PHP    161
6.2.5  安装Redis    162
6.3  PHP开发环境    163
6.3.1  个PHP程序    163
6.3.2  调试PHP代码    164
6.3.3  PHP基本语法    165
6.4  WWW基本应用    167
6.4.1  创建简单的UI界面    167
6.4.2  GET请求    168
6.4.3  POST请求    169
6.4.4  上传下载图片    170
6.4.5  下载声音文件    171
6.5  分数排行榜    172
6.5.1  创建数据库    172
6.5.2  创建PHP脚本    173
6.5.3  上传下载分数    175
6.5.4  使用Redis缓存数据    177
6.6  MD5验证    179
6.7  小结    180
第7章  TCP UDP实例    181
7.1  网络开发简介    182
7.2  简单的网络通信程序    184
7.2.1  简单的TCP程序    184
7.2.2  简单的UDP程序    186
7.3  异步TCP网络通信    188
7.3.1  创建数据包对象    188
7.3.2  逻辑处理    190
7.3.3  核心TCP网络功能    192
7.3.4  创建聊天协议    196
7.4  Unity聊天客户端    197
7.5  聊天服务器端    200
7.6  JSON.NET简介    205
7.7  小结    206
第8章  HTML5（WebGL）游戏移植    207
8.1  关于HTML5和WebGL    208
8.2  导出Unity游戏到WebGL平台    208
8.2.1  导出WebGL游戏    208
8.2.2  设置WebGL模板    210
8.2.3  默认的index.html    210
8.2.4  文件访问    211
8.3  自定义Loading页面    212
8.4  编写WebGL游戏插件    215
8.4.1  访问JavaScript示例一    215
8.4.2  访问JavaScript示例二    216
8.5  在网页上保存游戏记录    217
8.6  小结    217
第9章  iOS游戏移植    218
9.1  iOS简介    219
9.2  软件安装    219
9.3  申请开发权限    219
9.4  设置iOS开发环境    219
9.5  测试iOS游戏    222
9.6  发布iOS游戏    223
9.7  对接iOS原生语言    223
9.7.1  在Xcode中创建Objectiv-C
代码    223
9.7.2  在Unity中引用Objectiv-C
代码    226
9.8  内消费    227
9.9  本地存储位置    227
9.10  使用命令行编译Xcode工程    228
9.10.1  编译Xcode工程    228
9.10.2  打包.ipa文件    228
9.11  小结    228
第10章  Android游戏移植    229
10.1  Android简介    230
10.2  安装Android SDK    230
10.3  运行Android游戏    231
10.3.1  准备测试环境    231
10.3.2  设置Android游戏工程    232
10.3.3  测试Android游戏    234
10.3.4  发布Android游戏    234
10.3.5  Obb数据包    236
10.4  使用Android Studio    236
10.4.1  Android Studio简介    237
10.4.2  配置Android Studio    237
10.4.3  创建Hello world程序    238
10.5  从Unity到Android Studio    239
10.5.1  创建Unity工程    240
10.5.2  创建Android Studio工程    241
10.5.3  查看Log    243
10.5.4  发布程序    244
10.6  使用脚本编译游戏    245
10.6.1  在Unity中使用脚本导出
Android工程    245
10.6.2  使用Python脚本访问Unity
命令行    247
10.6.3  使用命令行编译Android Studio
工程    248
10.7  获得签名证书的sha1值    249
10.8  导入库文件    250
10.9  Plugins目录    251
10.10  代码混淆    251
10.11  百度地图实例    252
10.11.1  导入百度地图SDK    252
10.11.2  实现百度地图控件    253
10.12  触屏操作    256
10.13  AssetBundle    261
10.13.1  创建AssetBundle资源    261
10.13.2  下载、实例化AssetBundle
资源    263
10.13.3  批量创建AssetBundle    264
10.14  小结    265
第11章  Unity新GUI完全攻略    266
11.1  Unity的GUI系统    267
11.2  Canvas（画布）    267
11.2.1  创建Canvas    268
11.2.2  设置Canvas    268
11.2.3  Canvas的屏幕适应模式    271
11.2.4  Canvas层级内UI控件的
排序    271
11.2.5  Canvas的隐藏和显示    272
11.2.6  查找UI层级下的子控件    272
11.3  UI坐标对齐方式    272
11.4  Text（文字）    273
11.5  自定义字体    274
11.5.1  创建字体贴图    274
11.5.2  创建Shader    276
11.6  Image（图像）    278
11.6.1  创建Image控件    278
11.6.2  设置Alpha    279
11.6.3  设置Raycast Target    279
11.6.4  设置UI图像为Sliced类型    280
11.6.5  设置UI图像为Tiled类型    281
11.6.6  设置UI图像为Filled类型    281
11.6.7  Mask（蒙版）    282
11.7  Button（按钮）控件    283
11.7.1  创建按钮    283
11.7.2  设置按钮状态变化    283
11.7.3  在编辑器中设置按钮触发
事件    284
11.7.4  在脚本中定义按钮单击事件    285
11.7.5  判断按压按钮事件    286
11.8  Toggle（开关）控件    286
11.8.1  创建Toggle控件    286
11.8.2  Toggle组    287
11.8.3  Toggle控件的脚本    288
11.9  Raw Image控件    288
11.10  Slider（滑块）控件    290
11.10.1  创建Slider控件    290
11.10.2  改变滑块大小    290
11.10.3  使用脚本控制滑块    291
11.11  Input Field（文本输入）控件    291
11.12  Scroll View（卷轴视图）控件    292
11.13  Dropdown（下拉列表）控件    294
11.14  实用UI功能    295
11.14.1  判断是否单击了UI    295
11.14.2  拖动UI控件方法1    295
11.14.3  拖动UI控件方法2    297
11.14.4  在UI前面显示粒子特效    298
11.15  使用插件DOTween制作动画    299
11.15.1  在编辑器中设置DOTween
动画    299
11.15.2  在脚本中设置DOTween
动画    300
11.16  使用插件EnhancedScroller优化
卷轴视图    301
11.16.1  创建数据模型    302
11.16.2  创建UI视图控制脚本    302
11.16.3  创建控制器    302
11.16.4  创建卷轴视图UI    303
11.17  小结    305
第12章  游戏开发中的美术工作
流程    306
12.1  Unity和艺术家    307
12.2  视图操作捕捉    307
12.3  光照和渲染系统    308
12.3.1  光源类型    308
12.3.2  渲染管道    309
12.3.3  质量设置    310
12.3.4  实时阴影    310
12.3.5  环境光    312
12.3.6  Fog（雾）    313
12.3.7  直接照明与间接照明    314
12.3.8  Lightmapping（光照贴图）    316
12.3.9  环境反射采样    321
12.3.10  光照采样    322
12.4  色彩空间    324
12.5  物理材质    326
12.6  摄像机    329
12.7  地形    331
12.8  粒子特效    334
12.9  物理设置    339
12.10  游戏资源    341
12.10.1  贴图    341
12.10.2  在3ds Max中创建
法线贴图    342
12.10.3  3ds Max静态模型导出    343
12.10.4  3ds Max动画导出    345
12.10.5  Maya模型导出    345
12.11  Unity两足动画系统    346
12.11.1  修改3ds Max两足动画
骨骼    347
12.11.2  导入3ds Max两足角色到
Unity    348
12.11.3  导入角色动画到Unity    348
12.11.4  表情动画    349
12.11.5  动画控制器    350
12.12  动画插件Skele    351
12.13  电影片段制作    355
12.14  美术资源的优化    357
12.15  小结    358
第13章  Behavior Designer——行为
树AI    359
13.1  行为树和AI    360
13.1.1  行为树插件的安装    360
13.1.2  简单的AI处理方式    360
13.1.3  状态机AI处理方式    361

13.1.4  Behavior Designer的行为树AI
处理方式    362
13.2  行为树任务    363
13.2.1  任务返回值    363
13.2.2  Action（动作）    363
13.2.3  Composite（组合）    363
13.2.4  Conditional（条件）    365
13.2.5  Decorator（修饰）    366
13.3  行为树实例    366
13.3.1  主角的行为树    367
13.3.2  游荡的敌人    372
13.3.3  行为树的交互    373
13.4  行为树系统扩展    376
13.4.1  外部行为树    376
13.4.2  自定义任务    377
13.4.3  自定义共享数据类型    378
13.4.4  在脚本中设置行为树    380
13.4.5  在脚本中发送事件    380
13.5  优化    380
13.6  小结    381
第14章  玩转PlayMaker    382
14.1  关于PlayMaker    383
14.1.1  优点和缺点    383
14.1.2  安装    383
14.2  PlayMaker的模块和工作机制    384
14.2.1  有限状态机    384
14.2.2  创建PlayMaker状态机    384
14.2.3  State（状态）    385
14.2.4  Event（事件）    385
14.2.5  Action（动作）    386
14.2.6  变量    387
14.2.7  发送事件    388
14.3  自定义Action    388
14.4  小结    391
第15章  VR虚拟现实开发    392
15.1  VR简介    393
15.2  设置HTC Vive开发环境    393
15.3  VR操作示例    394
15.3.1  创建VR场景    394
15.3.2  手柄控制器    395
15.4  小结    397
第16章  AR增强现实开发    398
16.1  AR和Vuforia    399
16.2  创建Vuforia工程    399
16.3  准备AR参考目标    401
16.4  设置AR参考目标    402
16.5  小结    404
第17章  Shader编程与后期特效    405
17.1  Shader简介    406
17.2  渲染管线    406
17.3  ShaderLab语言    407
17.4  CG语言简介    409
17.5  Vertex and Fragment Shader示例    409
17.5.1  显示纹理和色彩    409
17.5.2  使用通道表现多个纹理    412
17.5.3  添加基本光照    414
17.5.4  UV动画效果    415
17.5.5  黑白效果    416
17.5.6  简单描边效果    417
17.5.7  Alpha透明效果    419
17.6  屏幕特效示例    421
17.7  后期特效    423
17.8  小结    424
第18章  动态编程和Lua    425
18.1  动态语言简介    426
18.2  动态读取程序集实现热更新    426
18.2.1  创建.dll文件    426
18.2.2  测试热更新.dll文件    427
18.2.3  通过反射访问.dll文件    428
18.3  Lua语言快速教程    429
18.3.1  MoonSharp和Lua开发环境的
安装    429
18.3.2  Lua提供的类型    429
18.3.3  Lua的判断和循环语句    430
18.3.4  Lua的函数    431
18.3.5  Lua的IO操作    431
18.3.6  Lua的数组操作    432
18.3.7  Lua的字符串操作    433
18.3.8  Lua的协程    433
18.4  Lua与Unity的交互    435
18.4.1  在Unity中读取Lua代码    435
18.4.2  将Unity 功能导入到
Lua中    436
18.5  Lua脚本的热更新    437
18.6  小结    438
附录A  C#语言    439
A.1  C#基础    440
A.1.1  C#简介    440
A.1.2  运行控制台程序    440
A.1.3  类型    441
A.1.4  内置类型    441
A.1.5  标识符    442
A.1.6  语句和表达式    442
A.1.7  变量和常量    443
A.1.8  枚举    443
A.1.9  数学操作符    443
A.1.10  关系操作符    444
A.1.11  逻辑操作符    444
A.1.12  操作符优先级    445
A.1.13  方法    445
A.1.14  递归    446
A.1.15  条件分支语句    446
A.1.16  循环语句    447
A.1.17  三元操作符    448
A.1.18  预处理    448
A.2  面向对象编程    449
A.2.1  类    449
A.2.2  this关键字    450
A.2.3  封装    451
A.2.4  继承与多态    452
A.2.5  静态成员    454
A.2.6  异常处理    455
A.3  字符串    456
A.4  数组    458
A.4.1  创建数组    458
A.4.2  遍历数组和迭代器    458
A.5  基本I/O操作    460
A.5.1  写文件    460
A.5.2  读文件    461
A.5.3  删除文件    462
A.5.4  二进制读写    462
A.6  泛型    463
A.6.1  实现泛型的基本语法    463
A.6.2  List的常见操作    464
A.6.3  List的排序    465
A.7  委托    468
A.7.1  委托    468
A.7.2  Lambda表达式    469
A.7.3  泛型委托    470
A.7.4  Action和Func    470
A.8  反射和特性    471
A.8.1  反射    471
A.8.2  特性    471
A.9  小结    472
附录B  特殊文件夹    473
附录C  Unity编辑器菜单中英文对照    475
 

前    言
编写本书的目的
Unity，也称Unity 3D，是近几年非常流行的一款3D游戏开发引擎，它的特点是跨平台能力强，支持PC、Mac、Linux、网页、iOS、Android等平台，移植便捷，3D图形性能出众，同时也支持2D功能，为众多游戏开发者所喜爱。在手机平台，Unity几乎成为3D、2D游戏开发的标准工具。
游戏开发是一项复杂的工作，本书在编写过程中十分注重与实际开发相结合，全书以实例为基础，使读者在较短的时间内能快速掌握Unity 2018的各种工具和开发技巧，并应用于实践中。
本书主要内容
本书为第4版，总体上更新了大部分代码和截图，改进了细节，确保与Unity的新版本保持一致，下面是各章的内容概要。
第1章介绍Unity编辑器的各个功能模块，突出介绍了Unity的一些特点。
第2章是一个太空射击游戏教程，这是一个入门级的教程，从如何创建一个脚本，到一个完整的游戏有较为细致的介绍，后介绍了使用对象池插件Pool Manager缓存游戏对象。
第3章是一个人称射击游戏教程，涉及人工智能寻路、动画、摄像机控制等内容。
第4章是一个塔防游戏教程，介绍了创建更为复杂的关卡，详细地介绍了如何自定义Unity编辑器，灵活运用协程实现相对复杂的逻辑，配置和生成敌人。
第5章介绍Unity在2D游戏方面的应用，包括创建Sprite、动画的播放和一个较为完整的2D捕鱼游戏实例。
第6章介绍Unity在HTTP网络通信方面的应用，还涉及PHP和MySQL的基础应用，使Unity游戏可以与Web服务器进行通信，上传下载得分记录等。
第7章是一个完整的、基于TCP/IP协议的聊天实例，介绍使用Unity创建聊天客户端，并使用.NET开发环境创建聊天服务器端。与前一版相比，本章的内容编排改动较大，示例更加简练。
第8章介绍如何将Unity游戏运行在HTML5网页上。
第9章介绍如何将Unity游戏移植到iOS平台，从如何申请开发资格到测试、发布iOS游戏都有详细的介绍，与前一版相比，本章增加了使用iOS命令行编译工程的示范。
第10章介绍如何将Unity游戏移植到Android平台，并详细介绍了几种为Unity开发Android插件的方法，结合百度地图SDK完成完整的应用实例。本章后还更新了AssetBundle的内容。与前一版相比，本章对使用Android Studio进行开发的一些细节做了补充。
第11章全面介绍Unity新GUI的大部分功能和细节，并附有大量示例，后还介绍了DOTween Pro和EnhancedScroller两款常用插件的使用。
第12章主要是对创建Unity游戏美术资源的介绍，包括光照系统、Lightmap、PBR Shader和两足动画系统等，同时还结合了一些3D动画软件的介绍，如3ds Max和Maya。和前一版相比，本章增加了Unity动画工具Timeline的教程示例。
第13章介绍行为树AI插件Behavior Designer（行为设计师），它主要应用在AI方面，无论是程序员还是游戏开发爱好者都能找到使用它的乐趣。
第14章介绍Unity社区中有名的插件Play Maker，它和Behavior Designer都属于可视化编程产品，Behavior Designer的设计模式是基于行为树， Player Maker是基于状态机，后者有更广泛的用户群。和前一版相比，本章的截图更新到PlayMaker版本1.9，并修正了一些描述上的问题。
第15章介绍了使用HTC Vive创建VR应用的基本流程，实现包括拾取、投掷等很多基本功能。
第16章介绍了Unity结合Vuforia 在AR方面的应用。
第17章介绍了Shader图形编程的基本概念，Shader Lab和CG语言的运用及大量示例，后还讲述了如何创建全屏特效Shader实现后期效果。
第18章介绍了编写Lua脚本的基本概念，如何在Unity中与Lua脚本进行交互及实现Lua脚本的热更新等。
读者对象
本书的读者主要是游戏开发程序员和Unity爱好者，部分内容也适合游戏策划和游戏艺术家作为参考。
对于本书的完成，要特别感谢王金柱编辑给予的帮助和指导，感谢我的妻子在深夜帮助我校对书稿，还要感谢我的儿子给我莫大的精神支持。
代码下载
本书案例代码均在Unity 2018.2下调试通过，案例源代码及素材文件请扫描下列二维码获取。若下载有问题，请发送电子邮件到[email protected]，邮件主题为“Unity 3D2D手机游戏开发从学习到产品”。

金玺曾  
2019年1月