基于Unity3D中C#腳本開發(fā)的飛機(jī)大戰(zhàn)游戲設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張照乾 呂文超 黃猛

摘要：在信息化的時(shí)代，隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)于娛樂的方式也越發(fā)豐富，而游戲則是一種深受廣大人民群眾喜愛的娛樂方式，漸漸成為人們生活中必不可少的一部分。本文通過Unity3D中c#腳本技術(shù)實(shí)現(xiàn)“飛機(jī)大戰(zhàn)”這一實(shí)例，詳細(xì)闡述開發(fā)3D飛機(jī)大戰(zhàn)的方法和技術(shù)。

關(guān)鍵詞： Unity3D;飛機(jī)大戰(zhàn);c#腳本

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)描述

這款游戲主要是太空射擊類游戲，在游戲中，玩家可以駕駛自己的戰(zhàn)機(jī)，通過擊敗敵人來獲得相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，游戲過程中還可以調(diào)試飛行速度，敵人是外太空飛碟和宇宙飛船，玩家可以控制飛機(jī)向敵機(jī)開火，同時(shí)躲避傷害，以保證自己的血量安全。撞擊敵人或者受到子彈攻擊護(hù)甲值減一，當(dāng)護(hù)甲值為0時(shí)游戲失敗，玩家可以選擇再來一次或者退出游戲。

2 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

2.1 對(duì)象資源池化管理

以飛機(jī)本身為例，本游戲系統(tǒng)的資源管控方法基于游戲物體工廠管理UI、UI面板與游戲物體的激活與失活。游戲物體工廠擁有一個(gè)工廠基類BaseFactory，實(shí)現(xiàn)接口 IBaseFactory并在該基類中使用對(duì)象池技術(shù)，使子彈、怪物、敵機(jī)在生成時(shí)不必反復(fù)創(chuàng)建和銷毀對(duì)象，只需要從對(duì)象池中取出與放回對(duì)象便可節(jié)省系統(tǒng)資源。

游戲物體工廠擁有一個(gè)枚舉類型FactoryType，用于區(qū)分不同種類的游戲物體工廠。游戲物體工廠擁有三個(gè)工廠類GameFactory、UIFactory和UIPanelFactory繼承至工廠基類，它們之間的區(qū)別是修改了在對(duì)象池獲取資源時(shí)的資源路徑。

2.2 系統(tǒng)關(guān)鍵算法實(shí)現(xiàn)

2.2.1碰撞檢測基本原理

碰撞檢測主要是檢測兩個(gè)或多個(gè)物體是否相交，可以通過計(jì)算兩兩物體之間的位置關(guān)系進(jìn)行判斷?；蛘呖梢哉f碰撞檢測主要是計(jì)算兩個(gè)物體在幾何空間上的重疊空間的問題。對(duì)于二維空間中的碰撞檢測來說，計(jì)算量不是很大，計(jì)算過程不算復(fù)雜，因?yàn)槲矬w都在一個(gè)平面上。但是在三維空間中就不同了，三維空間的碰撞檢測要比二維中的碰撞檢測復(fù)雜的多。雖然同樣是由多邊形構(gòu)成的三維物體，但是由于增加了一個(gè)維度，使得碰撞檢測的計(jì)算量大大的增加。

碰撞檢測主要檢測的是三個(gè)問題。第一個(gè)問題就是兩個(gè)或多個(gè)物體之間是否發(fā)生了碰撞。第二，如果發(fā)生了碰撞，那么是在什么時(shí)間發(fā)生的碰撞、碰撞的持續(xù)時(shí)間和碰撞結(jié)束的時(shí)間。第三，如果發(fā)生了碰撞，那么碰撞點(diǎn)在什么位置。這三個(gè)問題基本上占據(jù)了碰撞檢測的全部計(jì)算量，計(jì)算過程也因此變得十分復(fù)雜。

2.2.2基于OBB算法的碰撞檢測計(jì)算

在進(jìn)行碰撞檢測之前需要通過調(diào)用AddBoxCollider方法給所檢測的剛性物體添加包圍盒。其中剛性物體包括飛機(jī)、子彈、飛碟、敵機(jī)等實(shí)際的物體。在此以行動(dòng)中的飛機(jī)為例。把玩家操控的飛機(jī)作為A物體，先通過Distance（A，B）方法計(jì)算出其他物體與A（飛機(jī)）物體距離最近的物體。如果得到的距離小于0，則說明碰撞了。如果大于0則需要利用碰撞檢測技術(shù)具體計(jì)算。當(dāng)?shù)玫降木嚯x大于0時(shí)，利用OBB算法計(jì)算是否發(fā)生碰撞的規(guī)則如下所示。

Algorithm：collision?detection?based?on?OBB

Input：object?A?and?object?B

Output：whether?two?objects?collide?or?not?at?any?moment

Step1：SA←Get?All?Separating?Axis;

Step2：i←0;

Step3：result←FALSE;

Step4：do{

1）?CurrentSA?←SA[i];

2）?rA?←Get?Projection?on?CurrentSA?of?A;

3）?rB?←Get?Projection?on?CurrentSA?of?B;

4）?T*L←Get?Projection?distance?on?CurrentSA?between?A?and?B;

5）?If?（T*L?>rA+rB）

{??return??result←FALSE;

i++;??}

Else??return?result?←TRUE;

}while??！result

3 游戲策劃

3.1 游戲UI

（1）屏幕上會(huì)顯示主角的裝甲以及得分。如果游戲結(jié)束，屏幕上會(huì)顯示“游戲結(jié)束”，同時(shí)還會(huì)顯示出“重新開始”按鈕。

（2）主角

主角擁有三級(jí)裝甲，被敵人擊中或撞擊一次，則損失一次裝甲值，當(dāng)裝甲值為0時(shí)，游戲結(jié)束。

3.2 游戲操作

（1）本游戲?qū)⒃赑C平臺(tái)上開發(fā)，按鍵盤上的W、S、A、D或上、下、左、右鍵控制主角上下左右飛行，按空格或鼠標(biāo)左鍵射擊。

（2） 敵人

游戲中敵人分為初級(jí)敵人和高級(jí)敵人兩種：

初級(jí)敵人：裝甲較弱，為飛碟類，以撞擊主角為主，沿弧線飛行。

高級(jí)敵人：裝甲較強(qiáng)，為宇宙飛船類，可以發(fā)射子彈，后期子彈會(huì)越來越快，沿直線飛行。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

游戲有多個(gè)功能模塊，這里僅詳細(xì)講解“游戲開始”模塊和“游戲結(jié)束”模塊。

4.1游戲開始

（1）開始功能的實(shí)現(xiàn)

游戲開始，首頁顯示游戲開始按鈕，點(diǎn)擊“開始游戲”按鈕，進(jìn)入游戲。

（2）開始按鈕的代碼：

PublicvoidOnResetButtonClick （）

{SceneManager. LoadScene（“Main”）;

4.2游戲結(jié)束界面的實(shí)現(xiàn)

（1）重新開始按鈕

重啟按鈕主要說的就是在游戲中，你點(diǎn)擊“再試一次”按鈕，本游戲就會(huì)重新開始，但不會(huì)記錄此次所操作的分?jǐn)?shù)。

PublicvoidOnResetButtonClick （）

{SceneManager.LoadScene（“StartUI" ）;

（2）分?jǐn)?shù)顯示

分?jǐn)?shù)是在游戲結(jié)束時(shí)保留數(shù)據(jù)，切換到場景后，游戲可以顯示讀取的數(shù)據(jù)，然后對(duì)多次的游戲份數(shù)進(jìn)行保存，可以對(duì)游戲得數(shù)進(jìn)行查詢。

4.3游戲主界面的實(shí)現(xiàn)

（1）場景的搭建

Unity包導(dǎo)入到項(xiàng)目中，將資源包作為面板直接拖放到項(xiàng)目中，然后選擇所有導(dǎo)入。導(dǎo)入后，選擇場景模型，拖放到“層次”面板，然后重置模型的變換組件。

（2）用戶的功能實(shí)現(xiàn)

需要在資源包中找到角色，把用戶主角放在“層次結(jié)構(gòu)”窗格中。

5系統(tǒng)測試

此飛機(jī)大戰(zhàn)游戲在Unity3D Mono 模擬器上運(yùn)行，游戲運(yùn)行平穩(wěn)，界面簡單易懂，操作簡單，畫面明亮。

6結(jié)語

從游戲的開始界面、游戲界面、游戲?qū)ο?、游戲結(jié)束界面等模塊開始。使用Unity3D引擎，結(jié)合C#開發(fā)了一個(gè)簡單的飛機(jī)大戰(zhàn)游戲。游戲包括組件安裝、碰撞檢測和敵方出現(xiàn)位置是關(guān)鍵技術(shù)?；緦?shí)現(xiàn)了一般的游戲功能，可擴(kuò)展性也很高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 宣雨松，編著.Unity3D游戲開發(fā)[M].人民郵電出版社.2015

[2]曾雪松，尚光龍。三維虛擬校園漫游動(dòng)畫設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一 以信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例[J].福建電腦.2016.

[3]李莉，曾曉燕，李鍇，等.基于unity3d的模擬駕駛游戲.計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2020（9）：117-118.

作者簡介：

張照乾（1996-），男，漢族，河北邯鄲人，碩士，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、圖像處理

呂文超（1998-），男，漢族，河北滄州人，碩士，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)、深度學(xué)習(xí)

通信作者：黃猛（1976-），男，漢族，河南省新鄉(xiāng)人，碩士，教授，研究方向?yàn)镚IS 、軟件工程、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析，E-mail：hm@cidp.edu.cn

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