Unity 3D脚本编程与游戏开发（3.2）

5.3.4 制作背包界⾯

        背包界⾯是此实例中的重点，因为它的屏幕适配⽐较有代表性。当屏幕⽐较“瘦⾼”时，道具列表中能显⽰更多道具项，⽽屏幕⽐较“矮胖”时，显⽰的道具项会变少。但这些都不影响玩家通过下拉滑动查看所有道具，如图5-37所⽰。

        ⾸先⽤⼀个Panel给整个道具框定位，由于窗⼝允许较⼤的伸缩幅度，因此可以采⽤让横向、纵向都拉伸的⽅式，如图5-38所⽰。

        背包界⾯横向、纵向都采⽤伸缩⽅式，且距离上下左右都有⼀定距离。这样做出来的效果可适配范围会⾮常⼤。⼤体位置确定了，接下来道具列表的主体就是⼀个单独的ScrollView。由于已经做好了背包界⾯的整体定位，因此滚动区域作为⼦物体，只需要横向、纵向全拉伸，且距离上下左右都为0，就可以填满整个背包界⾯。
        接下来制作每个单独的⼩道具项⽬。为简单起⻅，每个道具项只⽤1张底图、1个图标和1个⽂本组成，其中底图是⽗物体，图标和⽂本是底图的⼦物体。做好之后把整个物体作为prefab，未来使⽤时根据背包⾥的道具创建更多项⽬，并填到Scroll View中即可。
        Scroll View的功能已经⽐较强⼤了，⽽且它的横向、纵向滚动条会⾃动隐藏。我们的主要⼯作就是把表⽰每⼀个道具的控件填在ScrollView⾥⾯。⽅法也很简单，就是把所有的内容都作为ScrollView/Viewport/Content的⼦物体，只要放在Content下，就会被⾃动识别
了。
        在实际项⽬中，需要⽤脚本创建道具项⽬，同样也是将创建好的项⽬作为Content的⼦物体即可，如图5-39所⽰。

背包制作完成后，就可以运⾏游戏进⾏测试。测试的重点是调节Game窗⼝⼤⼩时观察屏幕适配效果是否合理，以及背包界⾯的滑动效果是否正确。
到这⾥考虑屏幕适配的游戏界⾯就基本制作完成了，下⼀⼩节将对⾎条等细节进⾏优化。

5.3.5 利⽤进度条制作⾎条

        Unity提供的滑动条可以很⽅便地修改外形，因此改为⾎条也毫⽆问题，甚⾄还能做成环形、圆形，并加⼊扇形动画。
        ⾸先新建⼀个滑动条，将其拉伸⾄合适的⻓度和宽度。进度条⼤体都是⽤九宫格图⽚制作的，因此可以随意拉伸⽽不破坏其外形。作为⾎条时不需要滑动⼿柄，将⼦物体Handle Slide Area/Handle隐藏即可，不需要删除。
        接下来⽤⿏标修改滑动条组件的Value，从左到右滑动，会发现到达最⼤值时，滑动条的外观没有全满。其修改⽅法是，将⼦物体FillArea的右边距改⼩⼀些，如把默认的15 改为5。这样⾎条就⼏乎做好了，接着修改颜⾊。只需找到⼦物体FillArea/Fill，然后修改其中的图⽚颜⾊即可。如果需要⽆底图⾎条，只需隐藏⼦物体Background即可。
        当前的⾎条⽤的依然是默认素材，只是换了颜⾊。但它有⼀个缺点，由于九宫格图⽚不能⽆限缩⼩，因此值为0时填充的颜⾊不会完全消失。更好的⽅法是利⽤Unity的“Image Type: Filled（图⽚类型：填充）”这⼀功能，其关键思路如下。

01 修改整个滑动条的⼤⼩，让⻓宽基本符合准备的图⽚⽐例。
02 修改Background和Fill两张图⽚，必要时可以设置为保持⻓宽⽐。
03 Background图⽚保持Simple模式，⽽Fill图⽚则改为Filled（填充）模式，然后可以选择各种填充⽅法，横向、纵向、圆环等都可以，还可以进⼀步指定移动⽅向。
04 微调Fill Area物体的位置，让填充物与背景对⻬。此⽅法制作的⾎条不仅效果多样，对图⽚⼏乎也没有要求，如图5-
40所⽰，⽽且不存在值最⼤时不满，值最⼩时不空的情况，值得尝试。

第6章 脚本与动画系统

        动画是游戏中最吸引⼈的元素之⼀，⼈们很容易被精美的动画、华丽的特效所吸引。不过从纯技术的⾓度来看，动画算是⼀个辅助性的系统。⼤部分游戏，特别是早期游戏，即便去掉所有动画，游戏依然能够正常运⾏。
        不过，现代的⼀些动作游戏采⽤了逻辑与动画深度结合的设计⽅法。在这类游戏中，⼈物的跑步、⾛路和攻击等动作直接控制着⾓⾊的位置，这种技术被称为“Root Motion（根⾻骼动画）”。
        现在Unity对2D动画、3D动画、帧动画和根⾻骼动画等类型均有较好的⽀持，本章会有所侧重地讲解它们。并且随着本章的学习，读者会发现在制作动画的过程中，脚本起到了联系逻辑与动画的作⽤，其地位⾄关重要。现代游戏应当具备⽣动、真实和流畅的动作，这对相关的编程技术也提出了挑战。

6.1 动画系统基本概念

        动画的基本概念有帧、帧动画与2D/3D⾻骼动画等，现代游戏开发中还加⼊了动画融合、动画状态机等相关的概念。本节将对这些概念做总体的阐述。

6.1.1 动画的基本概念

1. 帧
        在古代⼀幅字画叫⼀帧，⽽在计算机中，每次渲染完毕⼀幅画⾯并显⽰出来，这⼀幅图就是⼀帧。
        连续切换的帧就形成了动态的画⾯。每秒刷新帧的次数称为帧率，单位是“FPS（Frames Per Second，帧/秒）”，也可以简称为“帧”。传统电影每秒显⽰24帧就可以保证良好的动态效果。由于游戏与电影显⽰原理的不同，游戏⾄少需要30帧才能感到流畅，⽽要保证良好的视觉体验则最好是能达到60帧。在电⼦竞技领域中，也会追求更⾼的帧率，以获得⽐赛中的优势。
        作为⽤户当然希望帧率尽可能稳定，但在游戏运⾏过程中，设备不⼀定能维持稳定的帧率。当运算负载较⾼时，Unity就会降低画⾯和逻辑的更新次数。
⼩提⽰
帧间隔时间Time.deltaTimeUnity会记录每⼀帧开始时间与上⼀帧时间的差值，保存到Time.deltaTime属性中。开发者通过查询Time.deltaTime，就可以知道实际上当前帧相⽐前⼀帧过去了多少秒（实际时间），利⽤此时间可以对逻辑速度进⾏修正。在动画系统底层已经考虑了这种修正，让动画播放帧率与真实的时间流逝相匹配。
2. 帧动画

        帧动画是最古⽼、也最容易理解的⼀种动画技术。它是事先准备好动画中的每⼀帧画⾯，然后依次播放，如图6-1所⽰。

        传统⼿绘动画⽚将帧动画技术发展到了很⾼的⽔平，2D游戏也⾃然借⽤了这⼀技术，只不过将拍摄动画换成了计算机处理。帧动画⾄今活跃于许多卡通⻛格的游戏中，特别是“像素画”⻛格与帧动画是绝配，不仅⻛格讨巧，⽽且降低了美术⼯作量。
        帧动画的优点：简单直接、技术门槛低，美术设计师在⼀定范围
内可以⾃由发挥。
        帧动画的缺点：美术制作的⼯作量较⼤，占⽤的存储空间也较⼤（每⼀帧都需要完整保存），⽬前主要⽤于2D游戏。                                                                                                         3. 3D⾻骼动画

        早期的3D动画是由设计师编辑模型各部分的位置、旋转等，直接制作出动作。这有点类似于橡⽪泥⼿⼯动画，要让⼈物⾛路就要不断调整头、⾝体、⼿臂和腿等各个部分的位置，这导致最初的3D动画⼯作量⼤，⽽且很难做出真实的⼈类动作。
        随着技术的发展，出现了“⾻骼动画”这⼀技术。⾻骼动画的技术思想简单来说，是将⼈物模型与⼀个类似⽕柴棍组成的⾻架绑定在⼀起，每⼀段⽕柴棍（⾻骼）关联着模型的⼀部分，这样只需要移动和旋转⾻架，⼈物就会跟着做出各种动作了。“⾻骼动画”这⼀技术不仅节省了⼯作量，⽽且动作效果也变得更⾃然。三维模型的⾻骼如图6-2所⽰。

                                        图6-2 在3D设计软件中绑定和调整⾻骼
        另外，同⼀套⾻骼数据可以应⽤于体型相近的不同⾓⾊模型上，这样就可以批量地制作更多的⾓⾊。实践中甚⾄可以将⼀套⾻骼和动画适配到另⼀套不同的⾻骼模型上，这称为“重定向”。
Unity对3D动画、3D⾻骼动画均有较好的⽀持，如标准的FBX⽂件（⼀种常⽤的3D模型和动画⽂件格式）。
        在Project窗⼝中选中FBX⽂件，可以在Inspector窗⼝内看到导⼊设置，导⼊设置具有Model（模型）、Rig（⾻骼绑定）、Animation（动画）和Materials（材质）4个选项，如图6-3所⽰。其中的Rig选项中，可以选择的动画类型为None（⽆⾻骼）、Legacy（旧版系统）、Generic（通⽤型）和Humanoid（⼈形），⽬前主要使⽤后两者。如果是⼈形⾻骼模型，则选择Humanoid选项，在其他情况下（没有⾻骼或不是⼈形⾓⾊）都可以选择Generic选项。Unity对常⽤的⼈形⾻骼有优
化，功能更多，使⽤也更⽅便。

⼩提⽰
⾻骼动画与第⼀部3D动画电影根据维基百科的相关资料，⾻骼动画技术最早于1988年被提
出。
世界上第⼀部纯粹的3D动画电影是《玩具总动员》（ToyStory，反⽃奇兵），于1995年上映。不过在它之前，也有⼀些影⽚和短⽚采⽤了3D动画技术。
4. 2D⾻骼动画
        随着⾻骼动画的发展，⼈们发现2D动画其实也可以借⽤⾻骼动画技术。它的思路是，将2D⾓⾊⾝体的各个部分切割开，做成独⽴的图⽚，如头、胸、腹、臂和腿等，然后绑定⼀个2D的“⽕柴”组成的⾻骼，通过调整⾻骼，也可以让2D⾓⾊活灵活现地动起来，如图6-4所⽰。这种做法能够提⾼动画制作效率，同时也能提⾼资源利⽤率、显著节约存储空间。

⽬前Unity对2D⾻骼动画也有较好的⽀持，可以借助官⽅扩展包2DAnimation直接制作2D⾻骼动画，也可以使⽤更专业的2D⾻骼动画软件，如Spine和Dragonbones，借助相关插件导⼊Unity中使⽤。

6.1.2 动画融合

        3D⾻骼动画和2D⾻骼动画都有⼀个共同的特点：动画被抽象化、数据化了，计算机能够表⽰帧与帧之间的联系，甚⾄能直接计算出两帧之间的过渡状态。动画设计师只需要指定⼀个动作中的关键⼏个帧（关键帧），其他的帧（过渡帧）可以利⽤数学算法进⾏插值计算（线性插值或其他插值算法）。
        以此类推，不仅同⼀个动作的各个关键帧之间可以⾃动计算过渡帧，⽽且不同动作之间也可以计算过渡帧。再进⼀步，如果动画设计师提供了“慢⾛”和“疾跑”两个动作，甚⾄还可以通过插值计算出慢跑、中速跑等更多介于慢⾛和疾跑之间的动作。这种在不同动作之间⾃动计算过渡状态的技术称为“动画融合”。
        Unity对动画融合有很好的⽀持，在动画状态机中有专⽤的融合树（Blend Tree），它⽀持⼀个或两个维度的动画融合。“两个维度”指的是两种运动⽅式，如常⽤的“转⾝”和“前进”就是两个维度，利⽤BlendTree可以混合出慢⾛并快速左转，或者快⾛并慢速右转等不计其数的动作。第6.4节会详细讲解Blend Tree技术。
        注意，在帧动画中，动画的每⼀帧都是相对独⽴的。帧动画的数据没有抽象化、数据化，就不可能进⾏动画融合。因此，如果是采⽤帧动画技术制作的游戏，就不⽤考虑动画融合。

6.1.3 动画状态机

        ⽬前，⼏乎所有的Unity游戏在制作动画时都要⽤到动画状态机（Animator），动画状态机⽬前已经是游戏开发的标准配置。但是，作为Unity的学习者应当明⽩，理论上来说动画状态机并不
是必需的。特别是对采⽤帧动画制作的游戏来说，帧动画本质就是图⽚的切换，那么只要及时切换图⽚，⾃然就能正确播放动画。因此，⽤脚本直接修改图⽚也并⽆不可，不⼀定⾮要使⽤动画状态机。
        只是在实际游戏开发中，利⽤动画状态机可以统⼀动画制作的思路，包括2D动画、3D动画、⾻骼动画和动画融合等。因此，Unity逐渐摒弃了其他的动画管理⽅法，⽽统⼀⽤动画状态机组件管理所有动画。

⼩知识
已经淘汰的Animation组件读者在某些资料中可能会看到Animation组件，它也可以指定物体的动画并播放。但是其功能过于单⼀，完全可以被Animator替代，因此现在⼏乎看不到它的⾝影了。
1. 理解动画状态机
要理解使⽤“动画状态机”的必要性，需要思考⼀个问题：假设有站⽴、下蹲、⾛/跑和跳跃4种动画，那如何编程来描述动画状态，以便在不同的动画之间切换？其初步思考结论如下。
①在地⾯上速度为0时，站⽴。这是默认动画。
②在站⽴状态下速度⼤于0，切换为⾛或跑的动画，根据移动速度改变帧切换速度。
③在站⽴状态下跳跃，切换为跳跃动画。
④在⾛/跑的状态下跳跃，也切换为跳跃动画。
⑤在跳跃状态下落地，切换为站⽴动画。如果速度不为0，站⽴动画会⽴即切换到⾛/跑动画。
⑥在站⽴状态下下蹲，切换为下蹲动画。
⑦在下蹲状态下站⽴，切换为站⽴动画。
以此类推，逐个分析清楚每⼀个动画状态及转移条件，就可以得出动画切换的思路。“思路”有⼀种明显的模式：当前处于某个状态，如果发⽣某件事，就切换到另⼀个状态。
这种思路在编程中极其有⽤，它有⼀个专门的名称——状态机（State Machine）。虽然本⽂是在动画系统中初次提到状态机，但实际上状态机的应⽤极为⼴泛，包括在游戏逻辑架构和AI系统中都经常能⽤到它。
状态机在任意时刻都具有⼀个“当前状态”，并且默认会保持这⼀状态，只有在满⾜某个条件时，才会切换到另⼀个状态。也就是说，状态机有两个要素：状态和状态转移。
⽤脚本直接实现状态机，只需要⽤⼀个变量保存当前状态，根据游戏逻辑切换状态即可。⽽对于动画系统来说，将状态机思想应⽤于管理动画状态极为合适，具有很好的通⽤性。Unity所提供的动画状态机组件，就是专门⽤来管理动画状态，以及动画之间的切换和过渡的。
2. 动画状态机设计举例
以⼀个简单的2D游戏——《超级⻢⾥奥兄弟》初代为例，介绍设计动画状态机的基本思路。

⾸先，假设有站⽴、⾛/跑、跳跃和下蹲4种动画（暂时去掉刹⻋、发射⽕球等其他动作）。如果将每种动画看成⼀种状态，⽤⽅框表⽰，状态之间的切换⽤箭头表⽰，那么就可以得到⼀个状态转移图，如图6-5所⽰。注意图中箭头有明确的⽅向，有些切换是双向的，⽽有些切换是单向的。

        从图中可以看出，站⽴可以切换到下蹲、跳跃或⾛/跑，但跳跃不能直接切换到下蹲。跳跃也不能直接切换到⾛/跑，跳跃状态唯⼀的出⼝是站⽴状态。与跳跃类似，下蹲状态也只能切换到站⽴状态。虽然看似少了⼀些状态转移，但在跳跃或下蹲时利⽤瞬间的站⽴作为中转状态，那么就可以过渡到⾛/跑的状态了。
        图6-5是根据经验设计的，最终还要根据实际动画效果调整。虽然动画状态转移图的设计没有固定的⽅法，但是⼀定要符合实际需要。当然也完全可以在4种状态之间画满双向箭头，只不过那样做会增⼤逻辑处理的复杂性，得不偿失。
        有了基本的状态转移图，之后还要具体指定状态转移条件。⼀般转移条件是⽤专门的变量表⽰的，如可以⽤⼀个speed变量表⽰⾓⾊当前的速度，⽤crouch变量代表下蹲，⽤jump变量代表跳跃。在站⽴状态下speed⼤于0，就切换到⾛/跑状态；在⾛/跑状态下jump变成true，就切换到跳跃。这些变量都是动画专⽤变量，只要在脚本中改变它们的值，就可以让动画状态机按需求改变状态。
        注意，在下蹲状态下仅有让crouch变成false，才能退出下蹲状态，除此以外即使速度变化，也不会退出下蹲状态。这种思路很清晰，进⼀步降低了⽤脚本管理的难度。在Unity中，实际的动画状态机设计如图6-6所⽰，它包含了动画状态转移图和变量列表。

⼩提⽰
蹲下时跳跃会怎样？
玩过《超级⻢⾥奥兄弟》系列作品的玩家都知道，这部游戏是允许在下蹲时跳跃的。但前⾯的动画状态机在下蹲和跳跃之间没有箭头，如何解释呢？
再重新玩⼀遍游戏会发现，在下蹲时跳跃，虽然能够跳起来，但⻢⾥奥依然保持下蹲姿势，这与前⾯的设计相符。
这也印证了在很多游戏中（使⽤根⾻骼动画的游戏除外），⾓⾊的运动与动画⽆关，动画只是表现层的东⻄。即使把主⾓变成⼀个⼩球，也不影响游戏的运⾏。
 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-849264.html

到了这里，关于Unity 3D脚本编程与游戏开发（3.2）的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！