基于Unity3D 的Android 飛行類游戲設(shè)計(jì)

陳豪

摘要：該文分析了使用Unity3D設(shè)計(jì)飛行類Android游戲的方法和過(guò)程，包括背景的設(shè)置、主角飛機(jī)的制作，敵機(jī)的制作，子彈的制作，這些游戲物體之間的碰撞反應(yīng)和玩家控制游戲的方法，使用C#語(yǔ)言來(lái)編寫游戲程序，包括用代碼控制場(chǎng)景的切換，飛機(jī)、子彈、獎(jiǎng)勵(lì)物品的自由落體或者飛行，碰撞之后發(fā)生的效果以及變化等等。最后對(duì)游戲進(jìn)行了測(cè)試與總結(jié)。

關(guān)鍵詞：Unity3D；飛行類游戲；C#編程；碰撞檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）30-0168-03

飛行類游戲在社交媒體上傳播與流行，尤其是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、玩法直接的小型化飛機(jī)游戲尤其受到歡迎。通過(guò)使用Unity3D引擎，可以快速開(kāi)發(fā)出飛行游戲。利用Unity3D提供的游戲?qū)ο?、碰撞探測(cè)和控制輸入等功能，讓開(kāi)發(fā)者無(wú)需從底層開(kāi)始開(kāi)發(fā)，通過(guò)點(diǎn)選操作，輔助以少量C#代碼便可以所操即所見(jiàn)、所見(jiàn)即所得，即時(shí)看到游戲的效果進(jìn)行快速開(kāi)發(fā)。本項(xiàng)目美工方面用Photpshop、3DS Max等軟件簡(jiǎn)單進(jìn)行處理，滿足項(xiàng)目的要求UI與游戲美術(shù)要求。

1 總體設(shè)計(jì)

起初設(shè)計(jì)飛機(jī)射擊游戲靈感來(lái)源于微信的“打飛機(jī)”游戲，在微信上好友一起競(jìng)技比拼所獲得的分?jǐn)?shù)，這里還包含網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)，本文不涉及。單機(jī)的飛機(jī)射擊游戲要考慮很多因素，比如積分，一些玩法上和界面上的設(shè)計(jì)等方面。界面上設(shè)計(jì)包括使用不同的飛機(jī)、子彈要素，幾種爆炸效果，碰撞獎(jiǎng)勵(lì)物品效果等。玩法上包括子彈獎(jiǎng)勵(lì)和TNT炸彈獎(jiǎng)勵(lì)，這兩種將獎(jiǎng)勵(lì)物品隨機(jī)出現(xiàn)，一種是子彈的獎(jiǎng)勵(lì)，將原本中間一路子彈變成側(cè)翼的兩路子彈；另一種則是威力強(qiáng)大的TNT炸彈獎(jiǎng)勵(lì)，能夠清空屏幕內(nèi)所有的敵機(jī)。游戲失敗的情況設(shè)計(jì)，敵機(jī)與玩家控制的飛機(jī)產(chǎn)生碰撞后進(jìn)入失敗畫面。敵機(jī)設(shè)計(jì)上，敵機(jī)不產(chǎn)生子彈，玩家只需要躲避屏幕上方下落的敵機(jī)即可。子彈的獎(jiǎng)勵(lì)是有固定的持續(xù)時(shí)間，TNT炸彈獎(jiǎng)勵(lì)可以儲(chǔ)存累加，點(diǎn)擊右下角的炸彈的小圖標(biāo)使用。游戲的操作是通過(guò)手指控制主角飛機(jī)移動(dòng)，玩家躲避敵機(jī)并可以接受在敵機(jī)中降落的獎(jiǎng)勵(lì)物品。子彈是跟隨主角的移動(dòng)而移動(dòng)，所以只需要把自身飛機(jī)（即是子彈的軌跡）瞄準(zhǔn)到敵機(jī)即可擊落敵機(jī)，設(shè)計(jì)得盡量操作簡(jiǎn)單些。

開(kāi)發(fā)工具使用Unity3D，平臺(tái)為Android操作系統(tǒng)。利用Unity的Level功能，預(yù)設(shè)計(jì)游戲提供三種關(guān)卡，第一種叫做經(jīng)典模式，即普通的飛機(jī)游戲。第二種是瘋狂模式，敵機(jī)下落的速率以及血量都有提升，同樣玩家控制的飛機(jī)發(fā)出的子彈威力也更大。第三種是換機(jī)模式，玩家控制的飛機(jī)換了模型，換了模型之后的飛機(jī)，在參數(shù)上，設(shè)置了威力更大的子彈（子彈出現(xiàn)的速率高），獎(jiǎng)勵(lì)物品的威力也同時(shí)加強(qiáng)。

2 游戲?qū)ο?/p>

2.1 游戲背景與主角飛行效果

整個(gè)游戲的背景產(chǎn)用兩張貼圖的疊加。采用代碼控制兩張同樣的貼圖交替移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)背景的移動(dòng)，導(dǎo)入飛機(jī)后就能夠產(chǎn)生飛機(jī)移動(dòng)的效果。關(guān)鍵代碼包括，要在外部定義公有變量設(shè)置移動(dòng)的速度，這里必須要注意是要設(shè)置為靜態(tài)變量，否則運(yùn)行程序會(huì)報(bào)錯(cuò)。關(guān)鍵代碼如下。

public static float moveSpeed=4f；

接下來(lái)實(shí)現(xiàn)背景圖的移動(dòng)。跟隨時(shí)間變化進(jìn)行下移。

this.transform.Translate（Vector3.down*moveSpeed*Time.deltaTime）；

一旦超過(guò)攝像機(jī)的范圍，單張背景圖就應(yīng)該移動(dòng)到新的位置。

if（postion.y<=-8.52f） {

this.transform.position=new Vector3（postion.x，postion.y+8.52f*2，postion.z）；

}

其中，8.52f是由背景圖片的高像素決定的，圖片高為852像素。

飛機(jī)的飛行，單張的飛機(jī)素材是不行的?，F(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了背景的移動(dòng)，以背景為參照物，飛機(jī)已經(jīng)在飛行?，F(xiàn)在要產(chǎn)生飛機(jī)的飛行效果。使用兩張不同飛機(jī)尾部燃燒效果，首先定義精靈圖組，鍵入以下關(guān)鍵代碼。然后在Inspector面板中進(jìn)行選擇貼圖，即能實(shí)現(xiàn)飛機(jī)噴氣飛行效果。完成效果如圖1所示。

if（animation）{

timer+=Time.deltaTime；

int frameIndex = （int）（timer/（1f/frameCountPersconds））；

int frame = frameIndex%2；

spriteRender.sprite = sprites[frame]；

}

2.2 敵機(jī)的產(chǎn)生

上面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了主角飛機(jī)的飛行移動(dòng)，接下來(lái)需要在屏幕內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生敵機(jī)。敵機(jī)在屏幕上方自動(dòng)生成，移動(dòng)到屏幕下方之后重新定位到屏幕上方，總數(shù)量固定從而節(jié)約游戲運(yùn)行內(nèi)存。在Unity3D中建立一個(gè)空的Object，由它來(lái)隨機(jī)產(chǎn)生敵機(jī)。在隨機(jī)產(chǎn)生敵機(jī)之前，導(dǎo)入敵機(jī)的預(yù)制（Prefabs），直接從素材圖片（Images）文件中拖動(dòng)至Hierarchy面板中。Spawn是新建的空的Object。在其中綁定代碼，需要定義各類不同的敵機(jī)出現(xiàn)速率，定義過(guò)程如圖2所示。

public float enemy0Rate = 1.5f；//定義一種敵機(jī)出現(xiàn)的速率

同時(shí)，需要設(shè)置獎(jiǎng)勵(lì)物品的出現(xiàn)速率。有兩種不同的獎(jiǎng)勵(lì)物品，因?yàn)橥Σ煌?，出現(xiàn)的速率也不一樣。

public float awardType0Rate = 8f；

定義好之后，需要注意隨機(jī)產(chǎn)生的敵機(jī)或者獎(jiǎng)勵(lì)物品，需要在超出一定范圍之后消失，不然產(chǎn)生的物體一直會(huì)存在，會(huì)占用內(nèi)存。敵機(jī)定義的參數(shù)如圖2所示。

public void createEnemy0（）{

float x= Random.Range（-1.7f，1.7f）；

GameObject.Instantiate（enemy0Prefab，new Vector3（x，transform.position.y），Quaternion.identity）；

}

以上代碼表示當(dāng)超過(guò)某個(gè)位置，敵機(jī)就應(yīng)該消失。

2.3 子彈的發(fā)射

子彈在Unity3D設(shè)定為預(yù)制。將它們拖到主角（hero）的對(duì)象下，即為hero的子對(duì)象。調(diào)整好他們的位置，正好在左右以及中間。接下來(lái)給子彈綁定代碼。讓子彈能夠按照給定的速度自動(dòng)向上升。非常簡(jiǎn)單，只需要給一個(gè)速度即可以實(shí)現(xiàn)

public float rate =2f；

和敵機(jī)一樣，需要在超出屏幕范圍之后使子彈消失。

3 碰撞與控制效果

3.1 子彈與敵機(jī)發(fā)生碰撞

在碰撞之前，要給需要碰撞的物體加上剛體，也就是collider。給敵機(jī)的預(yù)制，主角的預(yù)制以及獎(jiǎng)勵(lì)物品的預(yù)制都添加上了Polygon Collider 2D。給子彈加上Box Collider2D。給子彈以及敵機(jī)以及主角hero加上剛體之后，就可以通過(guò)代碼實(shí)現(xiàn)碰撞了。一定要給需要碰撞的物體加上剛體，否則將不會(huì)發(fā)生碰撞。

檢測(cè)碰撞設(shè)置時(shí)首先要設(shè)置標(biāo)簽（Tag），要為需要碰撞的物體設(shè)置標(biāo)簽，標(biāo)簽是可以重復(fù)的使用的，即不同的物體可以使用同一個(gè)標(biāo)簽。那就給同一類物體標(biāo)上同一個(gè)標(biāo)簽，比如給敵機(jī)全都設(shè)置為”Emeny”。這樣一來(lái)就可以判斷是否碰撞到了敵機(jī)。同樣的，主角碰撞獎(jiǎng)勵(lì)物品，子彈碰撞敵機(jī)，敵機(jī)碰撞主角，都是同樣的方法。在這里列舉主角碰撞獎(jiǎng)勵(lì)物品的代碼：

public IEnumerator OnTriggerEnter2D（Collider2D collider）{

if（collider.tag=="Award"）{}；

}

上述代碼中的tag=="Award"，就是找到“Award”標(biāo)簽。

3.2 主角的控制

游戲是基于Android平臺(tái)開(kāi)發(fā)的手機(jī)游戲，所以采用觸屏方式控制主角飛機(jī)，玩家通過(guò)手指的操控就可以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的移動(dòng)。在unity軟件中，可以編寫控制代碼控制鼠標(biāo)的移動(dòng)，導(dǎo)出成Android平臺(tái)相當(dāng)于在手機(jī)上手指移動(dòng)控制飛機(jī)。

private void checkPosition（）{

Vector3 pos = transform.position；

float x = pos.x；

float y = pos.y；

if（x<-1.8f）{ x=-1.8f； }

if（x>1.8f）{ x=1.8f； }

if（y<-3.4f）{ y=-3.4f； }

if（y>3.4f）{ y=3.4f； }

transform.position= new Vector3（x，y，0）；

}

直接使用checkPosition，檢測(cè)鼠標(biāo)（或者是手指）的位置。要保證的飛機(jī)不飛出屏幕外部，即在x，y軸上，正負(fù)都不超過(guò)屏幕的寬度。主角的飛機(jī)的像素為100*114，在unity中屏幕的寬和長(zhǎng)為480*852。拖動(dòng)主角的飛機(jī)，如圖7中，在position中能檢測(cè)x和y軸，拖動(dòng)到屏幕邊緣，發(fā)現(xiàn)position中x為正負(fù)1.8，而上下移動(dòng)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)y為正負(fù)3.4。因此在代碼中書(shū)寫鼠標(biāo)（或手指）移動(dòng)的范圍左右是1.8f，上下則是3.4f。主角坐標(biāo)控制的設(shè)置如圖3所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)Unity的Building功能導(dǎo)出游戲。在Build Setting中設(shè)定選項(xiàng)后導(dǎo)出APK文件，通過(guò)手機(jī)助手拷貝到Android手機(jī)上，安裝后運(yùn)行，經(jīng)測(cè)試可以順利玩起來(lái)無(wú)問(wèn)題，測(cè)試效果如圖4所示。制作過(guò)程中除了主要的unity之外，使用Photoshop，3DS Max制作素材，使用C#語(yǔ)言代碼實(shí)現(xiàn)控制，還可以使用視頻軟件片頭片尾導(dǎo)出成apk格式，難點(diǎn)在于如何在unity中播放幀動(dòng)畫（即在游戲中的敵機(jī)爆炸死亡動(dòng)畫），如何使物體進(jìn)行碰撞（collider），是否考慮重力（Is Trigger）以及判斷碰撞之后進(jìn)行的一系列操作等等。

總結(jié)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，使用unity3D制作飛行類游戲，可以很方便地包括設(shè)計(jì)敵機(jī)的碰撞、飛行速度，碰撞觸發(fā)的效果，使用產(chǎn)卵器（spawn）隨機(jī)產(chǎn)生敵機(jī)，并控制敵機(jī)出現(xiàn)的速率。游戲的操作通過(guò)手機(jī)觸碰屏幕，跟隨手指移動(dòng)方向移動(dòng)敵機(jī)。飛機(jī)主角的可以通過(guò)手指點(diǎn)選移動(dòng)并操控，同時(shí)自動(dòng)發(fā)射子彈。游戲物體之間的碰撞時(shí)通過(guò)坐標(biāo)檢測(cè)，一旦發(fā)生碰撞便出發(fā)C#代碼的所寫的效果。限于本文篇幅，游戲其他部分如計(jì)分代碼實(shí)現(xiàn)、片頭片尾動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)等將在以后逐步完善。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李發(fā)陵.軟件工程[M]. 北京： 清華大學(xué)出版社， 2013： 212.

[2] Ryan Henson Creighton. Unity 3.x 游戲開(kāi)發(fā)實(shí)例[M]. 師蓉，譯.北京： 人民郵電出版社， 2013： 324.

[3] 周德云.Flash動(dòng)畫制作與應(yīng)用[M].北京： 人民郵電出版社， 2012： 352.

[4] 吳亞峰.Android3D游戲案例開(kāi)發(fā)大全[M].北京：人民郵電出版社， 2013： 648.

[5] 宣雨松. unity3D游戲開(kāi)發(fā)[M].北京：人民郵電出版社， 2012： 334.