基于Unity3D的虚拟机器人宠物游戏设计毕业论文(22页).doc
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1、-基于Unity3D的虚拟机器人宠物游戏设计毕业论文-第 16 页基于Unity3D的虚拟机器人宠物游戏设计【摘 要】:近年来电子游戏随着移动电子设备的不断更新换代,渐渐为人们熟知。游戏也不像早年被人们所排斥,在当下,空闲时玩玩电子游戏成为很多人的不二选择。电子游戏经过多年发展,其形式也越来越丰富,不仅涵盖2D,3D,而且在电脑,掌机,手机,平板,电视盒等平台上得到了充分的普及。相比2D游戏,3D游戏有着天然的优势,其精美的画面,超强的带入感,逼真的游戏效果都让玩家如同身临游戏中一样,更为让玩家喜爱。遗憾的是我国自主研发的3D游戏其质量与国外优秀作品有着明显差距,为了促进我国优秀3D游戏的发展
2、,很有必要对这一类型的游戏制作流程进行研究。本文以基于Unity3D软件的游戏制作为主体,详细的介绍了一款游戏从设计伊始到最终实现的完整过程。首先了解3D游戏基本的设计思路,为了让游戏有科幻感,选择了机器人作为游戏的主题。之后要熟悉Unity3D的基本操作方法及其他辅助软件的使用,如Photoshop,NGUI等。最为主要的是使用C#语言,进行相关脚本的编写。最后导入到相关移动设备上调试。本文末段将对本次研究进行总结,并且提前改进意见及展望。【关键词】:电子游戏,C#,Unity3D,移动设备,NGUI,3DAbstractIn recent years, electronic games w
3、ith the continuous upgrading of mobile electronic devices, gradually been known.Unlike the early games was rejected by the people, in the moment, when you play free video games become the choice for many people.After years of development of electronic games in the form of more and more abundant, not
4、 only covers 2D, 3D, and on the computer, handheld, mobile phone, tablet, TV boxes and other platforms have been fully spread. Compared to 2D games, 3D games has a natural advantage, its beautiful screen, super into a sense of realism of the game allows players as proximity effects are the same as t
5、he game, the more so that players love it. Unfortunately, our self-developed 3D game quality and good works abroad have significant gaps, in order to promote the development of outstanding 3D game, it is necessary to conduct research on this type of game production process.In this paper, based on th
6、e Unity3D game production as the main software, a detailed description of the complete process of designing a game from the beginning to the final implementation. Learn basic first 3D game design ideas, in order to make the game have a sci-fi feel, choose a robot as the theme of the game. Then they
7、have to be familiar with the basic operation methods Unity3D and other assistive software to use, such as Photoshop, NGUI so on. The most critical is the use of C # language, be written in the relevant programs. The last game in the relevant debugging mobile devices. The last paragraph of this artic
8、le will summarize this research, and advance improvements and prospects.Key words: electronic games, C #, Unity3D,mobile devices,3D,NGUI目录一、 绪论1(一) 课题研究背景及目的1(二) 中国与外国游戏发展对比1(三) 论文结构2二、 基于Unity3D的游戏设计相关技术知识3(一) Unity3D引擎31 Unity3D引擎介绍3(1)Unity3D基础界面介绍3(2)Unity3D特色功能介绍4 (二) 游戏物理引擎51. 游戏物理引擎介绍52. Unit
9、y3D中的物理引擎6三、 机器人宠物游戏的设计8(一) 游戏创意8(二) 游戏策划8(三) 游戏层次结构介绍9四、 机器人宠物游戏的实现11(一) 场景搭建111. 游戏地形112. 天空盒133. 湖面154. 外部3D模型导入15(二) 游戏登陆界面的实现16(三) 游戏主角制作18 (四) 显示小地图20(五) 创建怪物23五、游戏性能测试和游戏展示25 (一) 游戏演示25 1. 游戏开始界面25 2. 游戏登录界面25 3. 正式游戏场景25 (二) 游戏性能分析27六、总结与展望29(一) 项目总结29(二) 未来展望29参考文献30致谢31附件32一、 绪论(一) 课题研究背景及
10、目的伴随着人们经济收入的增长,人们的消费需求逐步从物质层面向文化层面进行转变,电子游戏作为一种轻松的文化娱乐方式和兴起的文化消费方式受到了人们广泛的关注。电子游戏已然成为一种新型消费,其收入规模远超电影票房,电视节目和音像发行三大传统的娱乐支柱产业,其产生的GDP由2008年的0.06%上升至2012年的0.12%,预计在2017年中国游戏市场的实际销售收入将达到1352.2亿元人民币1,在我国经济增长整体放缓背景下,大力发展游戏行业无疑是国内经济新的一大拉动点,因此深入研究游戏的制作和发展过程是十分具有意义的。2014被誉为移动游戏元年,在这一年,手游快速崛起,手机游戏成为移动设备上必备的应
11、用,诸如植物大战僵尸2,海岛奇兵,乱斗西游等手游大作相继涌现。手游的出现同时也对游戏的跨平台性提出了更多的要求,一款成功的游戏必须有能力在不同的平台上运行,这些平台包括手机,平板,电脑等移动设备及其对应的操作系统。跨平台最大意义是实现数据在各个平台上的复用,这不仅让广大平台使用者拥有全面的游戏形式选择性,加强游戏的社交功能,还可以使不同类型的玩家体验到跨平台娱乐的便利性。既可以有效的维持现有玩家的粘性,也有利于吸引新的玩家,达到积累玩家资源的目的。而Unity3D最大的特点就是其优秀的跨平台性,论文通过一款简单的宠物游戏既能了解3D游戏在Unity3D的制作过程及相关技术,也能验证其跨平台的功
12、能,希望能对未来中国电子游戏的创作提供相关参考。(二) 中国与外国游戏发展对比国外游戏因为整体行业稳定得到了快速发展,其掌机,街机,电视机,PC端游戏的发展远远领先于国内游戏市场。中国游戏由于整体环境不太稳定,只在PC端有所发展,而且起步落后于国外一些顶尖公司,在很长一段时间中国的PC端游戏都只在单机方向有所发展,网络端游处于严重滞后状态2。而此时,国外网络端游已经进入成熟阶段,传奇,反恐精英,星际争霸等游戏已然成为国内游戏学习的榜样。国内的首款3D游戏于2003年出现,经过这些年来的发展,也涌现出了一些优秀作品,如剑侠情缘3,天龙八部等,但与暴雪,拳头等国外知名游戏厂商出品的极具市场统治力游
13、戏还有极大差距。而当下国内几款火爆网游大多来自于国外,由国内厂商代理,其获得的代理收入是相当可观的,这不仅导致了资金的外流,还限制了中国本土游戏的发展。好在随着智能手机的普及,手机游戏数量大量喷发,而在这一领域,中国的手游在于国外游戏的较量中并未处于下峰,这可以说是中国游戏迎来爆发的最好时间。通过手游的发展,可以进一步带动中国游戏行业的进步,争取早日追上国外领先水平。同时,主机游戏的开发,将让游戏市场更加火爆,不同类型的游戏得以在不同平台上运行,让玩家体会到游戏的丰富多样性。而基于unity3d的研究可以让我们更加了解其跨平台的实现方法,熟悉其操作和理解其工作原理依然有其一定的意义。(三) 论
14、文结构本文共分为六章,各章节安排如下:第一部分:绪论,阐述了论文的研究背景和意义、国内外研究现状以及本文主要研究内容;第二部分:介绍了进行游戏开发的相关技术,重点介绍了Unity3D游戏引擎及其搭载的物理引擎。第三部分:机器人宠物游戏的创意来源及其游戏层次的整体设计。第四部分:讨论游戏中各模块的技术研究和实现过程,主要的核心模块是场景搭建和角色创建;第五部分:展示当前的游戏并对游戏在相关设备上的运行情况做一定分析;第六部分:结论,对该设计进行总结并指出其中的不足,提出下一步展望。二、 基于Unity3D的游戏设计相关技术知识(一) Unity3D引擎1 Unity3D引擎介绍在公众认识看来,游
15、戏引擎对于电子游戏的最大意义就如同跑车的发动机一样,是游戏整体表现力的核心。而当前世面上的引擎可谓多种多样,如虚幻,暴雪公司的魔兽引擎,CryEngine,其各自有着不同的画面表现和性能特点,但在当下最为火爆的游戏引擎却是Unity3D。Unity3D是Unity Technologies公司开发的一款3D跨平台次世代商业游戏引擎,它以强大的跨平台性和出色的3D渲染效果而闻名于世。Unity3D为了保护开发者的知识产权,同时出于对编程代码安全层面的思考,采取了封闭码源地做法。Unity3D类似于Director,Blender game engine, Virtools 或 Torque Ga
16、me Builder等利用交互的图型化开发环境为首要方式的软件其编辑器运行在Windows 和Mac OS X下3。Unity3D引擎是以面向对象为基础,支持C#和Javascript语言进行编程4,同时提供了一个对于代码运行效率和资源开销的分析工具,能使引擎使用者清楚的了解各类资源在游戏中的耗损。(1)Unity3D基础界面介绍Unity3D的操作界面具有简单明了的特性,几个显示窗口就可以实现对一款游戏的基础编辑和设计。其主界面如图2-1下:图2-1 Unity3D界面场景面板(Scene window):该面板作为游戏在Unity3D中的编辑面板,可将游戏中的模型,灯光,以及其他美术资源托
17、进该面板进行编辑,通过相应操作即可构建出你想在游戏中呈现的景物。动画面板(Game Preview):在改面板中可对场景面板中的景物进行渲染,使游戏效果更加逼真。在动画面板中不能进行编辑,但能将完整的动画效果展现出来,其展示的游戏内容取决于场景摄像机的位置设置。此外,还能控制其游戏画面的显示大小。层次清单栏(Hierarchy Panel):此面板的主要作用是呈现存在于场景面板中的具体游戏对象,例如:摄像机,平面贴图,3D贴图,光源,地形等。项目文件栏(Project Panel):此面板的主要作用是呈现该游戏项目文件中包括脚本,场景文件,特效资源,材质,字体,预设动画等所有游戏资源。对象属性
18、栏(Object Inspector):此面板会展示出所选中对象的固有属性,包括三维坐标、旋转变量、缩放比例、所加脚本和对象信息等等。菜单栏:菜单栏位于界面最上方,拥有7个菜单选项,分别为:File(文件)、Edit(编辑)、Assets(资源)、GameObject(游戏对象)、Component(组件)、Window(窗口)、Help(帮助)。文件(File)选项主要用于场景的关闭开启,项目工程的存储。场景调整工具:场景调整工具位于菜单栏下方,如图2-2所示:图2-2 场景调整工具从左到右依次为:拖动工具,移动工具,旋转工具,缩放工具5。可以实现在游戏场景编辑过程中的场景的整体拖动,场景视
19、角的改变、物体本地位置和世界位置的置换,物体自身进行旋转和缩放。(2)Unity3D特色功能介绍图形动力:Unity3D中装载了DirectX和OpenGL图形渲染库,并且带有许多常用的渲染模组。,物理仿真:Unity3D不仅融合了Nvidia PhysX物理引擎,而且还搭载了游戏中经常使用到的物理模组,如碰撞盒、连接体等。跨平台:在Unity3D引擎上开发的游戏可发布至Windows、Mac、iOS、Android、Xbox360、Wii、PS3平台,也能使用Unity web player或者Flash播放插件发布到网页上,还支持Mac、Windows网页浏览功能。平台资源:从事Unity
20、3D游戏开发的人员能在基于该平台上的商城中,购买其他开发者的游戏材料,如模型,场景,原画,代码等,提高了资源的复用性。延迟渲染效果:在Unity3D中拥有顶尖的延迟照明系统。你只需要提供极低的性能损失,就能在你所需的游戏场景中,创建多个点光源。源代码级调试器:在Unity3D中开通了脚本调试功能,你能在游戏运行时中断游戏,进行逐行执行来调试脚本。性能分析器:Unity3D拥有Profiler分析器,使用者能通过它查看游戏在PC端和在其他移动设备上运行时的相关数据,用来分析游戏对相关设备的CPU或GPU的产生的影响,如图2-3。图2-3 Profiler分析器(二) 游戏物理引擎1. 游戏物理引
21、擎介绍在游戏这种高集合体工程里,不仅要精美的美术支持,还要求在游戏中体现一些基本的物理定律,这样才能使游戏里的虚拟行为更加符合人们地认知。开发者可以通过编写程序或者调用脚本,来实现简单的物体运动轨迹,比如实现简单的加速和减速,下落和抛物等牛顿物理运动。大部分著名的物理引擎能够额外实现许多复杂的物理模拟,例如滚动、球形变化、链子等,有些物理引擎还可以实现非刚性体的物理表现,比如液体、布料。物理引擎接受的输入是由外界调用模块传递过来的场景信息以及场景中物体的位置信息。根据调用模块的不同,可能输出三种计算结果:场景与物体以及物体之间是否发生碰撞、碰撞发生的具体位置以及发生碰撞后物体的具体位置,并将计
22、算结果传送给调用模块6。如图2-4所示:图2-4 物理引擎功能示意图2. Unity3D中的物理引擎目前市场上有许多物理引擎,著名的有Havok,Bullet、PhysX、ODE和Box2D等,它们的基本信息如表2-1。而Unity3D引擎中搭载了NVIDIA的PhysX物理引擎,它与Havok、Bullet并称为世界三大物理运算引擎,开发者可以通过该物理引擎高效、逼真地进行各种物理模拟,如模拟刚体碰撞、车辆行驶、布料、重力等,能使在该游戏引擎中开发的项目更加真实和生动。Physx不仅可以由CPU计算,而且其自身程序在设计允许使用独立的浮点处理器来计算。表2-1 著名物理引擎基本信息物理引擎名
23、称HavokPhysXBulletBox2DODE持有公司/人员IntelNvidiaAMDErin cattoRussell smith是否开源否否是是是是否支持C/C+是是是是是游戏引擎集成寒霜Unity3D主要游戏平台Wii、Xbox 360、PS3PCPhysX物理引擎是由AGEIA公司开发,由于PhysX物理引擎在设计上就并不适合用CPU去计算,因此AGEIA公司还为PhysX引擎设计了专门的运算硬件,PhysX物理加速卡,其中的运算核心被称为PPU(Physics processing Unit)7。 该引擎可以在Windows,Linux,Xbox360,Playstation,
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