3D游戏编程与设计作业4-Skybox_牧师与魔鬼进阶版

基本操作演练

下载Fantasy Skybbox FREE，构建自己的游戏场景

直接在上一次作业的Priests and Devils游戏场景中添加天空盒和地形构建场景。首先在Unity Assets Store中将Fantasy Skybox FREE添加至“我的资源”，选择“在Unity中打开”，则网页自动打开Editor的Package manager，下载并导入Fantasy Skybox FREE的全部资源后可以看到Fantasy Skybox FREE目录出现在项目中：

其中，Cubemaps是立方图和六面体贴图，Panoramics是全景图，Scenes是天空盒的演示场景。接下来要将天空盒分配给当前场景。从菜单栏中选择Window > Rendering > Lighting，在随后出现的如下窗口中选择Environment选项卡：

将新的天空盒材质（Assets > Fantasy Skybox FREE > Panoramics > FS002 > FS002_Sunset.mat）拖放到Skybox Material字段：

最后为摄像机设置特定天空盒。在Camera对象中添加部件Rendering > Skybox，将天空盒拖入Skybox：

接下来通过GameObject > 3D Object > Terrain创建地形并修改地形的Transform属性：

然后在Inspector窗口选择Paint Terrain > Paint Texture，通过Terrain Layers > Edit Terrain Layers > Add Layers添加地面图层，选择Assets > Fantasy Skybox FREE > Scenes中的TerrainDirt：

应用于该地形后场景如图所示：

绘制各种地形和地面图层等后如图：

完成后运行游戏，场景画面如图：

写一个简单的总结，总结游戏对象的使用

1.概念
游戏对象本身相当于组件的容器，在没有添加组件时只是一个空容器，通过向其中添加不同的组件来调用不同的功能，一个对象挂载某组件才能拥有该组件的相关属性，才成为一个角色/一种环境/一种特殊效果。概括地说，就是游戏组件共同完成游戏对象的行为，游戏对象由它拥有的组件决定功能。
2.分类
不同类型的游戏对象能实现的功能各不相同：

Camera：摄像机，作为游戏的“眼睛”，是游戏运行时玩家观察游戏世界的媒介；
Light：光源，既可以用来照明也可以用于添加阴影；
Empty：空对象，一般作为载体挂载游戏脚本或成为其他对象的父对象等；
3D Object：包括Cube、Sphere等，是搭建游戏世界的基本元素，通过设置其Transform属性来改变位置、角度、大小等属性；
Terrain：既是组成元素又是编辑工具，既是地形本身，又能绘制地面，如造山、植树、钟花草等。

3.使用方法

游戏对象的创建

在Hierarchy窗口右键或在菜单栏选择GameObject来Create；
在游戏脚本中利用GameObject.CreatePrimitive()函数直接创建。
游戏对象的获取

在Inspector窗口把变量声明为Public后进行赋值；
利用函数方法获取对象，包括Find()（通过对象名称获取）、FinfWithTag()（通过标签获取单个对象）、FindGameObjectsWithTags()（通过标签获取多个对象）、FindObjectOfType()（通过类型获取单个对象）、FindObjectsOfType()（通过类型获取多个对象）。
游戏对象的属性

activeInHierarchy（游戏对象在场景中是否活跃）
activeSelf（游戏对象本地激活状态（只读））
isStatic（仅编辑器的API，用于指定游戏对象是否为静态）
layer（游戏对象所在的层次）
scene（游戏对象所属的场景）
tag（游戏对象的标签）
transform（附加到该游戏对象上的Transform组件）
游戏对象的构造函数

GameObject：创建一个名为name的新游戏对象；
AddComponent：将名为className的组件类添加到游戏对象；
BroadcastMessage：在该游戏对象或其子对象中的每个MonoBehaviour上调用名为methodName的方法；
CompareTag：返回该游戏对象是否带有标签，1表示是；
GetComponent：若游戏对象附加了一个组件则返回组件类型Type，若无则返回null；
SendMessage：在该游戏对象中的每个MonoBehaviour上调用名为methodName的方法
SendMessageUpwards：在该游戏对象中的每个MonoBehaviour以及该行为的每个祖先上调用名为nethodName的方法；
SetActive：根据给定的true或false值激活或停用游戏对象。
游戏对象的静态方法

CreatePrimitive：使用基本的网络渲染器和适当的碰撞器创建游戏对象；
Find：通过名称查找游戏对象并返回该对象；
FindGameObjectsWithTag：返回带有标签的活跃的游戏对象列表，若查无游戏对象则返回空数组；
FindWithTag：返回一个带有标签的活跃的游戏对象，若查无游戏对象则返回null。
组件的添加和修改

在Inspector窗口中手动进行添加、赋值、修改和删除等操作；
利用函数AddComponent<>()添加组件、利用函数GetComponent<\Rigidbody>().[属性值]=来赋值或修改属性。
游戏对象的运动、缩放、旋转
实现对象运动的三种方法：

在update()函数中直接修改物体的position（子对象的position以父对象为origin）
transform.Translate(Vector3);
transform.position += Vector3;
实现对象缩放的函数：
transform.localScale = Vector(x,y,z); //在x轴方向上缩放x，在y轴方向上缩放y，在z轴方向上缩放z

实现对象旋转的函数：

GameObject.[NameOfObject].transform.Rotate(Vector3.up * Time.deltaTime * 10); //自转
this.transform.RotateAround(origin.position,axis,speed *Time.deltaTime); //公转
克隆和预设

克隆游戏对象（创建一个与当前对象功能与属性完全相同但是相互独立无关联的游戏对象）：
GameObject cloneGameObject = GameObject.Instantiate(template);
预设相当于一个类模板，同样可以快捷地创建大量相同属性和功能的对象，但是创建的各个对象之间紧密关联，发生在任一对象上的改变会同步至使用该预设的其他对象上。
可以利用编辑器可视化添加对象，在Resource文件夹中Create > Prefab创建预设；也可以利用脚本代码直接实例化对象：
```
GameObject objPrefab = (GameObject)Resources.Load("NameOfPrefab");
Instantiate(objPrefab);
```
发送广播和消息

SendMessage("函数名",参数,SendMessageOptions) //向游戏对象自身发送消息
BroadcastMessage("函数名",参数,SendMessageOptions) //向游戏对象自身和子对象发送消息
SendMessageUpwards("函数名",参数,SendMessageOptions) //向游戏对象自身和父对象发送消息
销毁游戏对象

GameObject.Destroy
Destroy(gameObject);

编程实践

牧师与魔鬼动作分离版

设计一个裁判类，当游戏达到结束条件时，通知场景控制器游戏结束。
按照该层次改进游戏：

Models.cs中按要求新增的裁判类Judge负责判断当前游戏状态（继续/失败/胜利）：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;namespace game {public interface ISceneController {void LoadResources();}public interface IUserAction {void MoveBoat();                                                              void MoveRole(RoleModel role);                         void Restart();                                         }public class SSDirector : System.Object {private static SSDirector _instance;public ISceneController CurrentScenceController { get; set; }public static SSDirector GetInstance() {if (_instance == null) {_instance = new SSDirector();}return _instance;}}public class LandModel {GameObject land;                                Vector3[] positions;                            bool sign;                                  RoleModel[] roles = new RoleModel[6];           public LandModel(string land_mark) {positions = new Vector3[] {new Vector3(7, 2, 30), new Vector3(9, 2, 30), new Vector3(11, 2, 30), new Vector3(13, 2, 30), new Vector3(15, 2, 30), new Vector3(17, 2, 30)};if (land_mark == "start") {land = Object.Instantiate(Resources.Load("Prefabs/Land", typeof(GameObject)), new Vector3(12, 0, 30), Quaternion.identity) as GameObject;sign = true;} else {land = Object.Instantiate(Resources.Load("Prefabs/Land", typeof(GameObject)), new Vector3(-12, 0, 30), Quaternion.identity) as GameObject;sign = false;}}public int GetEmptyNumber() {for (int i = 0; i < roles.Length; i++) {if (roles[i] == null)return i;}return -1;}public bool GetLandSign() { return sign;}public Vector3 GetEmptyPosition() {Vector3 pos = positions[GetEmptyNumber()];if(!sign){pos.x = -1 * pos.x;}            return pos;}public void AddRole(RoleModel role) {roles[GetEmptyNumber()] = role;}public RoleModel DeleteRoleByName(string name) { for (int i = 0; i < roles.Length; i++) {if (roles[i] != null && roles[i].GetName() == name) {RoleModel role = roles[i];roles[i] = null;return role;}}return null;}public int[] GetRoleNum() {int[] count = { 0, 0};                    for (int i = 0; i < roles.Length; i++) {if (roles[i] != null) {if (roles[i].GetSign() == 0){count[0]++;}else{count[1]++;}}}return count;}public void Reset() {roles = new RoleModel[6];}}public class BoatModel {GameObject boat;                                          Vector3[] start_empty_pos;                                    Vector3[] end_empty_pos;                                      Move move;                                                    Click click;bool sign;                                            RoleModel[] roles = new RoleModel[2];                        public BoatModel() {boat = Object.Instantiate(Resources.Load("Prefabs/Boat", typeof(GameObject)), new Vector3(4, 0, 30), Quaternion.identity) as GameObject;boat.name = "boat";start_empty_pos = new Vector3[] { new Vector3(5, 1, 30), new Vector3(3, 1, 30)};end_empty_pos = new Vector3[] { new Vector3(-3, 1, 30), new Vector3(-5, 1, 30)};move = boat.AddComponent(typeof(Move)) as Move;click = boat.AddComponent(typeof(Click)) as Click;click.SetBoat(this);sign = true; }public bool IsEmpty() {for (int i = 0; i < roles.Length; i++) {if (roles[i] != null){return false;} }return true;}public void BoatMove() {if(sign){move.MovePosition(new Vector3(-4, 0, 30));sign = false;} else{move.MovePosition(new Vector3(4, 0, 30));sign = true;}}public bool GetBoatSign(){ return sign;}public RoleModel DeleteRoleByName(string name) {for (int i = 0; i < roles.Length; i++) {if (roles[i] != null && roles[i].GetName() == name) {RoleModel role = roles[i];roles[i] = null;return role;}}return null;}public int GetEmptyNumber() {for (int i = 0; i < roles.Length; i++) {if (roles[i] == null) {return i;}}return -1;}public Vector3 GetEmptyPosition() {Vector3 pos;if (sign) {pos = start_empty_pos[GetEmptyNumber()];}else{pos = end_empty_pos[GetEmptyNumber()];}  return pos;}public void AddRole(RoleModel role) {roles[GetEmptyNumber()] = role;}public GameObject GetBoat() { return boat;}public int[] GetRoleNum() {int[] count = { 0, 0};for (int i = 0; i < roles.Length; i++) {if (roles[i] == null)continue;if (roles[i].GetSign() == 0)count[0]++;elsecount[1]++;}return count;}public void Reset() {if (!sign)BoatMove();roles = new RoleModel[2];}}public class RoleModel {GameObject role;int role_sign;             Click click;bool on_boat;                 Move move;LandModel land_model = (SSDirector.GetInstance().CurrentScenceController as Controllor).start_land;public RoleModel(string role_name) {if (role_name == "priest") {role = Object.Instantiate(Resources.Load("Prefabs/Priest", typeof(GameObject)), Vector3.zero, Quaternion.Euler(0, -90, 0)) as GameObject;role_sign = 0;} else {role = Object.Instantiate(Resources.Load("Prefabs/Devil", typeof(GameObject)), Vector3.zero, Quaternion.Euler(0, -90, 0)) as GameObject;role_sign = 1;}move = role.AddComponent(typeof(Move)) as Move;click = role.AddComponent(typeof(Click)) as Click;click.SetRole(this);}public int GetSign() { return role_sign;}public LandModel GetLandModel(){return land_model;}public string GetName() { return role.name;}public bool IsOnBoat() { return on_boat;}public void SetName(string name) { role.name = name;}public void SetPosition(Vector3 pos) { role.transform.position = pos;}public void Move(Vector3 vec) {move.MovePosition(vec);}public void GoLand(LandModel land) {  role.transform.parent = null;land_model = land;on_boat = false;}public void GoBoat(BoatModel boat) {role.transform.parent = boat.GetBoat().transform;land_model = null;          on_boat = true;}public void Reset() {land_model = (SSDirector.GetInstance().CurrentScenceController as Controllor).start_land;GoLand(land_model);SetPosition(land_model.GetEmptyPosition());land_model.AddRole(this);}}public class Move : MonoBehaviour {float move_speed = 100;                   int move_sign = 0;                        Vector3 end_pos;Vector3 middle_pos;void Update() {if (move_sign == 1) {transform.position = Vector3.MoveTowards(transform.position, middle_pos, move_speed * Time.deltaTime);if (transform.position == middle_pos)move_sign = 2;} else if (move_sign == 2) {transform.position = Vector3.MoveTowards(transform.position, end_pos, move_speed * Time.deltaTime);if (transform.position == end_pos)move_sign = 0;           }}public void MovePosition(Vector3 position) {end_pos = position;if (position.y == transform.position.y) {               move_sign = 2;} else if (position.y < transform.position.y) {     middle_pos = new Vector3(position.x, transform.position.y, position.z);move_sign = 1;} else {                                            middle_pos = new Vector3(transform.position.x, position.y, position.z);move_sign = 1;}}}public class Click : MonoBehaviour {IUserAction action;RoleModel role = null;BoatModel boat = null;public void SetRole(RoleModel role) {this.role = role;}public void SetBoat(BoatModel boat) {this.boat = boat;}void Start() {action = SSDirector.GetInstance().CurrentScenceController as IUserAction;}void OnMouseDown() {if (boat == null && role == null) return;if (boat != null)action.MoveBoat();else if(role != null)action.MoveRole(role);}}public class Judge {LandModel start_land;LandModel end_land;BoatModel boat;public Judge(LandModel start_,LandModel end_,BoatModel boat_){start_land = start_;end_land = end_;boat = boat_;}public int Check(){int start_priest = (start_land.GetRoleNum())[0];int start_devil = (start_land.GetRoleNum())[1];int end_priest = (end_land.GetRoleNum())[0];int end_devil = (end_land.GetRoleNum())[1];if (end_priest + end_devil == 6)     return 2;int[] boat_role_num = boat.GetRoleNum();if (boat.GetBoatSign() == true)         {start_priest += boat_role_num[0];start_devil += boat_role_num[1];}else                                  {end_priest += boat_role_num[0];end_devil += boat_role_num[1];}if (start_priest > 0 && start_priest < start_devil) {      return 1;}if (end_priest > 0 && end_priest < end_devil)        {return 1;}return 0;                                             }}
}

运行过程如下：