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[美] Alan Thorn 著，刘君 译

图书标签:

• Unity
• C#
• 游戏开发
• 脚本编程
• 游戏逻辑
• 设计模式
• 算法
• 性能优化
• 工具制作
• 编辑器扩展
• 实用技巧

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302453987

版次：1

商品编码：12121838

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-12-01

用纸：胶版纸

页数：298

字数：403000

正文语种：中文

编辑推荐

　　Unity向开发人员提供了多种工具，以实现具有虚拟现实特征的游戏体验。Unity的内建API以及特性可有效地实现多种可能性，并构建游戏场景和角色对象。无论开发何种游戏，理解并应用脚本特性可视为游戏设计的基本因素之一。本书将脚本技术划分为多个简单概念，进而有助于读者理解这一话题的基础内容。本书通过大量实例，详细分析所涉及的概念，并对核心概念予以实现。

内容简介

　　《Unity脚本设计》详细阐述了与Unity脚本设计相关的基本解决方案，主要包括Unity中的C#语言，调试机制，单例模式、静态模式、GameObject以及场景世界，事件驱动程序设计，基于高级动画的Mecanim系统、相机、渲染和场景，与Mono协同工作，人工智能，与纹理、模型和2D元素协同工作，资源控制等内容。此外，本书还提供了相应的示例、代码，以帮助读者进一步理解相关方案的实现过程。

　　本书适合作为高等院校计算机及相关专业的教材和教学参考书，也可作为相关开发人员的自学教材和参考手册。

内页插图

目录

第1章 Unity中的C#语言 1

1.1 为何选择C#语言 1

1.2 创建脚本文件 2

1.3 脚本的实例化操作 4

1.4 变量 6

1.5 条件语句 7

1.5.1 if语句 8

1.5.2 switch语句 10

1.6 数组 13

1.7 循环 16

1.7.1 foreach循环 16

1.7.2 for循环 17

1.7.3 while循环 18

1.7.4 无限循环 20

1.8 函数 20

1.9 事件 23

1.10 类和面向对象程序设计 24

1.11 类和继承机制 26

1.12 类和多态 28

1.13 C#属性 32

1.14 注释 34

1.15 变量的可见性 37

1.16 ?操作符 38

1.17 SendMessage和BroadcastMessage 38

1.18 本章小结 40

第2章 调试机制 41

2.1 编译错误和控制台 41

2.2 利用Debug.Log进行调制——定制消息 44

2.3 覆写ToString方法 46

2.4 可视化调试 50

2.5 错误日志 52

2.6 编辑器调试 56

2.7 使用分析工具 59

2.8 基于MonoDevelop的调试 62

2.9 Watch窗口 66

2.10 恢复执行程序和步进操作 70

2.11 调用栈 71

2.12 Immediate窗口 73

2.13 设置条件断点 74

2.14 跟踪点 76

2.15 本章小结 78

第3章 单例模式、静态模式、GameObject 以及场景世界 79

第4章 事件驱动程序设计 102

4.1 事件 102

4.2 事件管理 106

4.2.1 基于接口的事件管理 107

4.2.2 定义EventManager 109

4.3 MonoDevelop中的代码折叠——#region和#endregion 114

4.3.1 使用EventManager 115

4.3.2 基于委托机制的替代方案 116

4.3.3 MonoBehaviour事件 121

4.3.4 鼠标事件 122

4.3.5 应用程序焦点和暂停 125

4.4 本章小结 127

第5章 相机、渲染和场景 128

5.1 相机Gizmo 128

5.2 可见性 131

5.2.1 检测对象的可见性 132

5.2.2 关于对象可见性的其他问题 133

5.2.3 视锥体测试——渲染器 134

5.2.4 视锥体测试——点 135

5.2.5 视锥体测试——遮挡 136

5.2.6 相机前、后视觉 137

5.3 正交相机 138

5.4 相机渲染和后处理 142

5.5 相机震动 148

5.6 相机和动画 150

5.7 相机和曲线 152

5.8 本章小结 158

第6章 与Mono协同工作 159

6.1 表和集合 160

6.1.1 List类 160

6.1.2 Dictionary类 163

6.1.3 Stack类 164

6.2 IEnumerable和IEnumerator接口 166

6.3 字符串和正则表达式 172

6.3.1 null、空字符串和空格 172

6.3.2 字符串比较 173

6.3.3 字符串的格式化 174

6.3.4 字符串循环 175

6.3.5 创建字符串 176

6.3.6 搜索字符串 176

6.3.7 正则表达式 176

6.4 无穷参数 178

6.5 语言集成查询 178

6.6 Linq和正则表达式 181

6.7 与文本数据资源协同工作 182

6.8 从本地文件中加载文本数据 184

6.8.1 从INI文件中加载文本数据 185

6.8.2 从CVS文件中加载文本数据 187

6.8.3 从Web中加载文本数据 187

6.9 本章小结 188

第7章 人工智能 189

7.1 游戏中的人工智能 189

7.2 开始项目 191

7.3 烘焙导航网格 192

7.4 NPC主体对象 195

7.5 Mecanim中的有限状态机 198

7.6 C#语言中的有限状态机 202

7.7 构建Idle状态 204

7.8 构建Patrol状态 207

7.9 构建Chase状态 211

7.10 构建Attack状态 213

7.11 构建Seek-Health（或逃跑）状态 214

7.12 本章小结 217

第8章 定制Unity编辑器 219

第9章 与纹理、模型和2D元素协同工作 247

第10章 资源控制和其他 276

精彩书摘

　　第1章 Unity中的C#语言

　　本书阐述Unity的脚本设计，因而读者需要了解Unity游戏开发环境下的C#语言。在进一步阅读之前，读者有必要明晰相关概念，进而可在理论基础上掌握脚本设计这一高级内容，此类内容多具有衔接性和实践性特征。关于衔接性，任何一种程序设计语言均会强调语法及其编程规则，这也是一种语言的正式内容之一，其中涉及变量、循环以及函数。随着程序员经验的不断增加，其关注点逐渐从语言本身转向对实际问题的处理，即由语言自身内容转向特定环境下的语言应用。因此，本书并非是一本C#语法书籍。

　　在结束本章的学习后，相信读者已经掌握了C#语言的基本内容，后续章节将运用C#语言处理相关案例以及实际问题，这也是本书的特点之一，并覆盖了C#语言的全部功能项，以使读者更好地理解相关操作结果。无论经验如何，这里建议读者逐章阅读，对于期望解决复杂问题的C#语言新手而言尤其如此。对于经验丰富的开发人员，本书则可强化其现有的知识，并在学习过程中提供新的建议和理念。本章将采用循序渐进的方式，从头开始阐述C#语言的基础内容。另外，如果读者熟悉另一门语言的编程知识，且尚未接触过C#语言，现在则是学习该语言的良好时机。

　　1.1 为何选择C#语言

　　当提及Unity脚本设计时，面临的一个问题则是选取哪一种语言，Unity对此提供了解决方案。相应地，官方选取方案则是C#和JavaScript语言。然而，考虑到基于Unity的特定应用，JavaScript应称作JavaScript或是UnityScript尚存争论，但其中原因并非是本书讨论的重点。当前问题是项目所选取的设计语言。作为一种方案，可在项目中选择两种语言，同时在其中分别编写脚本文件，并对这两种语言进行混合。当然，这在技术上是可行的，Unity对此并未加以限制，但这会导致混淆以及编译冲突，就像尝试同时以英里和千米为单位计算距离。

　　因此，这里建议采用一种语言，并在项目中作为主语言加以使用。本书则选用了C#语言，其原因在于：首先C#语言并非优于其他语言，根据个人观点，此处并不存在绝对意义上的优劣性，每种语言均包含各自的优点和应用场合；同时，所有Unity语言均可用于游戏制作。这里选择C#语言的主要因素在于其应用的广泛性，以及对Unity的支持。针对Unity，C#语言可最大限度地与开发人员现有的知识体系结构相结合。大多数Unity教程均采用C#语言编写，同时也常见于其他应用开发领域中。C#语言的历史可追溯至.NET框架，后者也可用于Unity中（称作Mono）。另外，C#语言也借鉴了C++语言的内容。在游戏开发中，C++则是一类主要的开发语言。通过学习C#程序设计语言，读者可向当今游戏界的Unity程序开发人员看齐。因此，本书选用了C#语言，进而扩大其应用范围，在现有教程以及资源的基础上，最大限度地发挥读者的知识水平。

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前言/序言

　　前 言

　　针对Unity中基于C#语言的游戏脚本设计，本书简明、扼要地阐述了这一主题。当今市场上充斥着大量Unity的入门书籍和教程，但鲜少以专业、结构化的方式探讨这一相对高级的话题。本书假设读者已经熟悉了Unity的基本内容，例如数据资源的导入、关卡设计、光照贴图以及C#或JavaScript语言中的脚本机制，通过大量的实例讲述脚本机制与复杂任务间的应用方式，其中包含了调试方法、人工智能、定制渲染、编辑器扩展动画和运动行为等。本书的主要目的并非是叙述抽象的原理，以及理论级的操作提示。相反，本书展示了理论与真实实例之间的实践方法，以帮助读者强化编程技术，进而构建优化的游戏作品。这里，也建议读者采用概括和抽象相结合的思维方式逐章阅读本书内容。具体而言，可将每章内容视为特定的实例，以及通用原理的具体描述。最后，读者可脱离本书的应用环境，并在实际应用中满足具体的需求条件。简而言之，读者不应拘泥于特定示例以及书中提供的学习用例，而是将相关知识运用于自己的开发项目中。

《Unity脚本设计》是一本专为Unity游戏开发爱好者和初学者量身打造的实用指南。本书旨在帮助读者从零开始，深入理解Unity引擎的核心脚本开发机制，掌握利用C语言创造丰富交互式游戏体验的精髓。我们深知，一个引人入胜的游戏，除了精美的画面和流畅的操作，更离不开强大的脚本支持。因此，本书将带领你一步步走进Unity的脚本世界，让你能够自由地赋予游戏中的角色生命、实现复杂的逻辑控制，并构建出独一无二的游戏玩法。 本书的结构设计力求循序渐进，从基础概念的讲解到高级技巧的应用，层层递进，确保读者能够扎实地掌握每一个知识点。 第一部分：Unity脚本开发入门 本部分将作为读者踏入Unity脚本开发之旅的基石。我们将从最基础的概念讲起，帮助你建立起对Unity脚本工作流程的初步认知。 Unity引擎概览与脚本基础： 在深入脚本之前，我们会简要介绍Unity引擎的整体架构，让你了解场景、物体、组件等基本概念是如何协同工作的。接着，我们将为你揭开C语言在Unity中的神秘面纱，讲解其基本语法、数据类型、变量、运算符等核心要素，并重点阐述Unity脚本的核心——MonoBehaviour类，以及其生命周期函数（如Awake, Start, Update, FixedUpdate, LateUpdate）的作用和调用顺序，让你理解脚本是如何与游戏对象进行绑定的。 组件化开发理念： Unity强大的组件化开发模式是其核心优势之一。我们将详细讲解如何创建、附加和管理组件，以及脚本如何作为一种特殊的组件，承担起游戏逻辑的实现。你将学会如何通过脚本访问和修改其他组件的属性，例如Rigidbody的物理属性、Animator的动画状态等，从而实现更灵活的游戏对象交互。 场景与游戏对象管理： 游戏场景是游戏世界的载体，游戏对象则是构成场景的基本单元。本部分将教你如何使用脚本来动态地创建、销毁、实例化游戏对象，以及如何管理它们在场景中的位置、旋转和缩放。你还将学习到如何通过标签（Tag）和层（Layer）来高效地查找和组织游戏对象，为后续更复杂的交互打下基础。 输入系统与用户交互： 游戏离不开玩家的输入。我们将深入讲解Unity的输入系统，包括传统的Input Manager以及更现代的Input System。你将学会如何检测键盘、鼠标、触摸屏以及游戏手柄的输入，并根据玩家的操作来控制游戏对象，实现诸如角色移动、跳跃、射击等基本交互。 碰撞检测与触发器： 物理世界是游戏的重要组成部分。本部分将详细讲解Unity的碰撞检测机制，包括碰撞体（Collider）和刚体（Rigidbody）的工作原理。你将学会如何设置不同类型的碰撞体，如何响应碰撞事件（如OnCollisionEnter, OnCollisionStay, OnCollisionExit），以及如何利用触发器（Trigger）来实现非物理性的区域检测，为游戏中的物理交互和事件触发奠定基础。 第二部分：核心脚本技术与游戏机制实现 在掌握了基础知识后，本部分将带领你深入探索Unity脚本开发的进阶技术，并学习如何运用这些技术来实现各种经典的游戏机制。 向量（Vector）与数学应用： 向量在3D游戏开发中扮演着至关重要的角色，它用于表示方向、位移、速度等。我们将深入讲解Vector2和Vector3的用法，包括向量的加减、点乘、叉乘，以及如何进行向量归一化、长度计算等。你还将学习如何利用向量来实现平滑移动、转向、抛射等效果，让游戏中的运动更加生动自然。 角色控制与动画： 无论是第一人称射击游戏还是第三人称冒险游戏，流畅的角色控制都是关键。本部分将教授你如何使用脚本来实现复杂的角色移动和转向，并结合Unity的动画系统（Animator Controller, Animation Clips），让你能够根据玩家输入或游戏状态来切换和控制角色的动画，实现行走、奔跑、跳跃、攻击等丰富动作。 摄像机控制与视角切换： 摄像机是玩家观察游戏世界的窗口。我们将探讨不同的摄像机跟随方式，如固定距离跟随、平滑跟随、锁定视角等，并讲解如何通过脚本动态地控制摄像机的行为，甚至实现多摄像机视角切换，为游戏提供多样化的视觉体验。 UI系统与用户界面脚本： 游戏中的UI界面是信息展示和玩家交互的重要渠道。本部分将详细讲解Unity的UI系统（UGUI），包括Canvas、RectTransform、Text、Image、Button等常用UI组件。你将学会如何使用脚本来动态创建、更新和响应UI元素，例如显示分数、生命值、血条，以及处理按钮点击事件等。 粒子系统与特效制作： 视觉特效能够极大地增强游戏的表现力和沉浸感。我们将介绍Unity的粒子系统（Particle System），并教你如何通过脚本来控制粒子的生成、生命周期、发射器等属性，从而创建出火焰、爆炸、魔法等绚丽的视觉效果。 音频管理与音效集成： 声音是游戏不可或缺的一部分。本部分将讲解Unity的Audio Mixer和Audio Source组件，以及如何通过脚本来播放背景音乐、控制音效、调整音量，甚至实现3D空间音效，让你的游戏拥有丰富的声音体验。 基础AI与寻路： 让游戏中的NPC（非玩家角色）拥有智能行为是提升游戏乐趣的重要手段。我们将介绍一些基础的AI概念，如状态机（State Machine），并讲解如何利用Unity的NavMesh系统来实现NPC的寻路和路径导航，让NPC能够智能地在游戏世界中移动和探索。 第三部分：高级脚本概念与优化 本部分将进一步拓展你的脚本开发视野，介绍一些更高级的概念，并着重于提升脚本的效率和性能，确保你的游戏能够流畅运行。 数据持久化与保存： 玩家的游戏进度需要得到保存。我们将探讨Unity中不同的数据持久化方法，如PlayerPrefs、JSON序列化、二进制序列化等，让你能够将游戏中的数据（如玩家分数、道具、存档信息）保存到本地，并在下次游戏时加载。 协同程序（Coroutines）与异步编程： 协同程序是Unity中处理耗时操作、实现延时执行或循序渐进效果的强大工具。本部分将深入讲解协同程序的用法，包括StartCoroutine, StopCoroutine, yield return等，并展示如何利用它来优雅地实现动画序列、任务流程等。 事件系统与消息传递： 在大型游戏中，组件之间频繁的通信可能会导致代码耦合过高。我们将介绍Unity的事件系统（UnityEvent）以及如何实现自定义事件，让组件之间能够以更加解耦的方式进行通信，提高代码的可维护性和复用性。 脚本架构与设计模式： 良好的代码结构是保证项目长期可维护性的关键。我们将介绍一些在游戏开发中常用的设计模式，如单例模式（Singleton）、状态模式（State Pattern）、观察者模式（Observer Pattern）等，并讲解如何将它们应用于Unity脚本设计中，编写出更健壮、更易于扩展的代码。 性能优化与内存管理： 随着游戏功能的增多，性能问题会逐渐显现。本部分将提供一系列关于Unity脚本性能优化的实用技巧，包括减少Draw Call、优化脚本逻辑、内存管理策略、对象池（Object Pooling）的应用等，帮助你写出高效、流畅的游戏代码。 着色器（Shader）基础与脚本交互（可选）： 虽然本书不深入讲解Shader编写，但我们将介绍如何通过脚本来获取和修改Material的属性，并与Unity的Shader Graph或Shader Lab进行简单的交互，为你的游戏增添更多视觉上的可能性。 网络游戏开发基础（可选）： 对于有志于开发多人在线游戏的读者，本部分将简要介绍Unity的网络开发框架（如UNet, Netcode for GameObjects），并讲解如何在脚本层面实现基本的客户端-服务器通信概念，为你指明进一步学习的方向。 本书特点： 实战导向： 本书的核心在于“实践”。每一个概念的讲解都将伴随具体的代码示例和实际场景应用，让你能够立即动手实践，并将所学知识融会贯通。 循序渐进： 从最基础的C语法到高级的游戏AI和性能优化，本书的章节安排逻辑清晰，难度梯度合理，适合不同水平的读者。 全面覆盖： 涵盖了Unity脚本开发中的绝大多数核心功能和常用技术，力求为读者构建一个完整、系统的知识体系。 贴近开发： 本书的示例代码都遵循Unity开发的最佳实践，力求简洁、高效、易于理解和扩展。 拓展思路： 除了讲解具体的技术，本书也注重培养读者的独立思考和解决问题的能力，引导你探索更优的解决方案。 通过阅读《Unity脚本设计》，你将不仅仅是学会如何编写Unity脚本，更重要的是理解“如何设计”出优秀的脚本，为你的游戏开发之路奠定坚实的基础，让你能够将心中天马行空的创意，转化为真正可以运行、引人入胜的游戏体验。无论你是想独立开发一款属于自己的小游戏，还是希望在团队协作中扮演更重要的角色，本书都将是你不可或缺的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，对我来说简直是一场及时雨！作为一名转行进入游戏开发行业的新手，我最大的挑战就是如何将我脑海中天马行空的创意，通过Unity脚本转化为实际可玩的游戏。我曾经尝试阅读官方文档，但很多内容对我来说过于晦涩难懂。我渴望一本能够用通俗易懂的语言，解释Unity脚本工作原理的书。它应该包含最核心的几个脚本语言特性，例如如何控制游戏对象的移动、旋转，如何实现用户输入，如何进行碰撞检测等等。同时，我也希望这本书能引导我理解游戏逻辑的编写，比如如何设计AI行为，如何实现游戏的状态管理，以及如何处理游戏中的各种事件。我非常看重书中的实践性，希望每一章都能有可以动手操作的示例代码，让我能够在学习理论的同时，也能立刻看到成果，从而增强我的学习信心和动力。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找一本能够真正提升我Unity脚本编写“功力”的书籍。目前我已经对Unity有了一些基础的了解，能够完成一些简单的功能实现，但总感觉自己的代码写得有些“零散”和“低效”。我迫切需要一本能够系统性地梳理Unity脚本设计的思路和方法论的书。我希望这本书能够深入探讨面向对象编程在Unity中的应用，比如如何更好地利用组件化思想来构建复杂的游戏系统，如何通过事件驱动来解耦不同的模块，以及如何设计出具有良好封装性和复用性的代码结构。我还希望书中能提供一些关于性能优化的建议和技巧，毕竟在实际项目中，代码的效率直接影响着游戏的流畅度。同时，我也对脚本的调试和错误处理方面的内容非常感兴趣，这往往是开发过程中最容易被忽略但又至关重要的环节。这本书如果能提供一些实际的项目案例，并详细分析其中的脚本设计思路，那就再好不过了。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一个优秀的开发者不仅仅是会写代码，更重要的是懂得如何“设计”代码。很多时候，我们能写出能运行的代码，但却很难写出优雅、高效、易于维护的代码。我希望这本书能够深入探讨Unity脚本设计的“道”与“术”。它不应该仅仅停留在语法层面，而应该上升到设计模式、架构思想的高度。我期待书中能介绍一些在Unity开发中常用的设计模式，例如单例模式、观察者模式、状态模式等，并详细讲解它们的应用场景和优缺点。我也希望本书能引导我思考如何构建可扩展的游戏框架，如何有效地组织项目中的脚本资源，以及如何进行团队协作时的代码规范。最重要的是，我希望这本书能激发我的思考，让我能够独立地解决复杂的脚本设计问题，而不是仅仅依赖于现成的模板或教程。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对游戏开发怀揣梦想的业余爱好者，我一直渴望能有一本真正能带领我从零开始，理解Unity脚本设计的书籍。市面上充斥着各种教程，有些过于浅显，有些又过于理论化，让人望而却步。我希望这本书能像一位经验丰富的导师，循序渐进地讲解核心概念，而不是简单地罗列API。我期待它能涵盖从变量、函数到类、继承等基础知识，并能通过实际的例子来巩固理解。更重要的是，我希望这本书能教会我如何“思考”像一个开发者一样，如何分解问题，如何设计出可维护、可扩展的代码。我知道，写出优秀的Unity脚本并非易事，它需要逻辑思维、解决问题的能力以及不断学习的精神。我希望这本书能成为我在这条道路上的启蒙者，为我打下坚实的基础，让我能够自信地踏入Unity开发的广阔天地，并最终能够创造出属于自己的精彩游戏。我尤其关注书籍的排版和图示，清晰的图文结合往往能大大提升学习效率，也能让抽象的概念变得更加具体。

评分☆☆☆☆☆

作为一个已经投入Unity开发一段时间的玩家，我常常在实现一些高级功能时感到力不从心。我希望这本书能够提供更深入、更专业的指导，帮助我突破瓶颈。我非常关注书中关于特定游戏系统设计的讲解，比如物理引擎的精细控制、动画系统的深度定制、UI交互的逻辑实现，甚至是网络同步的基础原理。我期待书中能有关于脚本性能优化的进阶技巧，例如如何避免不必要的GC分配，如何高效地使用协程，以及如何通过代码结构来提升渲染效率。此外，我也对游戏AI的设计思路非常感兴趣，希望书中能有关于寻路算法、决策树、行为树等内容的探讨。如果这本书能够提供一些关于游戏安全和反作弊的脚本层面的初步概念，那就更超出我的预期了。总而言之，我希望这本书能够成为我职业生涯中的一个重要里程碑，帮助我迈向更高级的Unity开发领域。

评分☆☆☆☆☆

书挺不错的，就是感觉挺好

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书很好，强烈推荐。很适合初学者

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