Unity-2D

Unity-2D

1.Unity中的2D模式：

1）游戏在二维上展示

启用 2D 模式时将会设置正交（即无透视）视图：摄像机沿 Z 轴观察，而 Y 轴向上增加。因此可以轻松可视化场景并放置 2D 对象。

2）设置项目默认模式：Edit > Project Settings > Default Behavior Mode

在 2D 项目模式下：

• 所有图像（images）都会被当做 2D 图片，并设置成 sprite mode 精灵模式

• Sprite Packer 会被启动

• Scene 视图默认为 2D

• 默认游戏对象没有实时方向光。

• 摄像机的默认位置为 0,0,–10。（在 3D 模式下为 0,1,–10。）

• The camera projection is set to be Orthographic. (In 3D Mode it is Perspective.)摄像机投射模式被设置为正交（没有远小近大，没有距离之分），而在 3D 模式下，是透视(远小近大，有距离之分)

• 在 Lighting 窗口中：

  • Skybox is disabled for new scenes:天空盒默认关闭

  • Ambient Source is set to Color. (With the color set as a dark grey: RGB: 54, 58, 66.) 保围光源设置为 color ，默认为灰色

  • Realtime Global Illumination (Enlighten) is set to off.关闭实时光照

  • Baked Global Illumination is set to off.关闭全局光照烘焙

  • Auto-Building set to off.自动创建关闭

2.在Unity中创建2D游戏

1）Player的创建与控制：

• 使用静态精灵创建Player：

  • 精灵 Sprite 是 Unity 中 2D 素材的默认存在形式，是 Unity 中的 2D 图形对象。

  • 在 2D 游戏中，使用 2D 素材的过程： PNG（JPG 等）----> Sprite ----> GameObject

2）Player的移动脚本：

• 铺垫：

  • Vector2 二维向量

    • 在数学中，Vector 向量/矢量指的是带方向的线段

    • 在 Unity 中，Transform 值使用 x 表示水平位置，使用 y 表示垂直位置，使用 z 表示深度。这 3 个数值组成一个坐标。由于此游戏是 2D 游戏，你无需存储 z 轴位置，因此你可以在此处使用 Vector2 来仅存储 x 和 y 位置。

    • Transform 中 position 的类型，也是 Vector2。C# 这种强类型语言，赋值时，左右必须是同一类型才能进行

  • Unity 默认 Input Manager 设置

    • 在 Unity 项目设置中，可以通过 Input Manager 进行默认的游戏输入控制设置 Edit > Project Settings > Input

    • 键盘按键，以 2 个键来定义轴：

      • 负值键 negative button，被按下时将轴设置为 -1

      • 正值键 positive button ，被按下时将轴设置为 1

    • Axis 轴 Axes 是它的负数形式

      • Horizontal Axis： 水平轴 对应 X 轴

      • Vertical Axis：纵轴 对应 Y 轴

  • Input类

    • 使用该类来读取传统游戏输入中设置的轴/鼠标/按键，以及访问移动设备上的多点触控/加速度计数据。若要使用输入来进行任何类型的移动行为，请使用 Input.GetAxis。 它为您提供平滑且可配置的输入 - 可以映射到键盘、游戏杆或鼠标。 请将 Input.GetButton 仅用于事件等操作。不要将它用于移动操作。Input.GetAxis 将使脚本代码更简洁。

  • 时间和帧率

    • 当前的代码中，帧数越高，同一时间内，执行 Update 的次数越多，角色移动速度越快。如果游戏以每秒 60 帧的速度运行，那么 Ruby 将移动 0.1 _ 60，因此每秒移动 6 个单位。但是，如果游戏以每秒 10 帧的速度运行，就像刚刚让游戏运行的那样，那么 Ruby 仅移动 0.1 _ 10，因此每秒移动 1 个单位！

    • 如果一个玩家的计算机非常陈旧，只能以每秒 30 帧的速度运行游戏，而另一个玩家的计算机能以每秒 120 帧的速度运行游戏，那么这两个玩家的主角的移动速度会有很大差异。这样就会使游戏的难易程度提高或降低，具体取决于运行游戏的计算机。

    • 而帧数是由硬件水平影响的（越好越高），不同电脑中，会导致游戏效果完全不同

• 新建Player后，选中Player，在Inspector窗口中Add Component，自定义一个脚本，移动脚本的代码如下：

  using System.Collections;
  using System.Collections.Generic;
  using UnityEngine;
  ​
  public class RubyMover : MonoBehaviour
  {
      // Start is called before the first frame update
      void Start()
      {
          
      }
      public float speed = 0.1f;
      // speed访问权限设置为public，在Unity中可修改属性。
      // Update is called once per frame
      void Update()
      {
          float x = Input.GetAxis("Horizontal");
          float y = Input.GetAxis("Vertical");
  ​
          Vector2 position = transform.position;
          position.x += 0.1f * x * speed * Time.deltaTime;
          position.y += 0.1f * y * speed * Time.deltaTime;
          transform.position = position;
  ​
      }
  }

  3）2D游戏中瓦片地图的创建和使用：

  • 瓦片地图工作流程

    1. 预处理 sprite 资源：将图片资源拖拽到 project 中，生成 sprite；然后一般需要进行切割 slice ，将其配置成需要的各个 tile;

    2. 创建要在其上绘制瓦片的瓦片地图。此过程中还会自动创建 Grid 游戏对象作为瓦片地图的父级。

    3. 直接创建瓦片资源，或者通过将用作瓦片素材的精灵带入 Tile Palette 窗口自动生成瓦片。

    4. 创建一个包含瓦片资源的 Tile Palette，并使用各种笔刷来绘制到瓦片地图上。

  • 瓦片地图的高级使用

    • 使用普通的瓦片地图，构建整个世界，一个一个格子用笔刷来填充，非常费时，Unity 在不断地升级中，添加了很多种快速构建瓦片地图的方式，掌握了这些方法，能够极大减少绘制地图所用的时间。

      • 编程瓦片 Scriptable Tile

        • Unity 支持用代码创建自己的 Tile 类，自己书写瓦片的绘制规则。还可以为瓦片创建自定义编辑器。这与脚本化对象的自定义编辑器的工作方式相同。创建一个继承自 TileBase（或 TileBase 的任何有用子类，如 Tile）的新类。重写新的 Tile 类所需的所有方法。

      • 编程画笔 Scriptable Brush

        • Unity 也支持创建自己的 Brush 类，设计适合自己游戏的网格画笔。

          创建一个继承自 GridBrushBase（或 GridBrushBase 的任何有用子类，如 GridBrush）的新类。重写新的 Brush 类所需的所有方法。创建可编程画笔后，画笔将列在 Palette 窗口的 Brushes 下拉选单 中。默认情况下，可编程画笔脚本的实例将经过实例化并存储在项目的 Library 文件夹中。对画笔属性的任何修改都会存储在该实例中。如果希望该画笔有多个具备不同属性的副本，可在项目中将画笔实例化为资源。这些画笔资源将在 Brush 下拉选单中单独列出。

  • 2D Tilemap Extras （2D 瓦片地图扩展）

    • Animated Tile 动画瓦片

      • 动画瓦片在游戏运行时，按顺序显示 Sprite 列表以创建逐帧动画

    • Rule Tile 规则瓦片

      • 可以为每个瓦片创建规则，在绘制时，unity 会自动响应这些规则，绘制地图时更加智能

      • RuleTile 使用步骤：

        • 准备 Tile 素材，配置素材属性，分割素材；

        • 新建 RuleTile，为其添加规则，设置每个 Tile 的相邻规则；

        • 将设置好的 RuleTile 拖拽到 Tile Palette 中，就可以使用了。

    • Rule Override Tile / Advanced Rule Override Tile 规则覆盖瓦片

      • 可以用已经生成好的 Rule Tile，作为 Rule Override Tile 的规则来源，只替换对应的瓦片素材，而沿用原先的规则，可以快速的创建规则瓦片的方法。

4）场景中的图形顺序：

• 伪透视图

  • 透视图指的是有深度、距离感的图，一般要三维中的深度轴来表现场景的深度，而二维游戏中没有这个深度，只能通过前后来仿造深度效果，称为“伪透视图”

  • 先前通过调整瓦片的 Order in Layer 属性来解决了瓦片地图的排序问题，但并非总是希望一个游戏对象在另一个游戏对象之上，比如，在同一个瓦片地图中，玩家角色在一个物体之前（比如一棵树）时，应该是玩家遮挡树，而玩家移动到树后时，应该是树遮挡玩家，这就需要“伪造”透视图。

  • 在 2D 游戏中，场景里的 “前后” 是由 Y 轴决定的，需要让 Unity 根据游戏对象的 y 坐标来绘制游戏对象Y 轴 y 坐标值越小，越靠前，应该遮挡 y 坐标值较大的游戏对象，也就是 y 坐标较小的游戏对象后绘制，就会位于上层

  • 在游戏中，如果要设置 2D 伪透视试图，需要在项目设置中进行更改：

    • Edit > Project Settings > Graphics > Camera Settings > Transparency Sort Mode = Custom Axis > Transparency Sort Axis x = 0 / y = 1 / z = 0

    • 此设置告诉 Unity 在 y 轴上基于精灵的位置来绘制精灵。

  • 按 Play 以进入运行模式并测试你的更改。现在，你的角色比箱子高时，角色应该会绘制在箱子的后面；而角色比箱子低时，绘制在箱子的前面。

  • Sprite 轴心 pivot

    • 每个 Sprite 都有一个轴心（中心点），Unity 根据 pivot 对 sprite 进行定位，这个 pivot 可以在 sprite editor 中调整，可以将其设置到 sprite 上任意位置

    • 在 2D Rpg 游戏场景中的游戏对象，如果想要实现较为真实的 “伪透视” 效果，最好将游戏对象的 sprite 中 pivot 都设置到素材的最下方正中。

    • 然后将游戏对象的 Sprite Sort Point 由 Center 改为 Pivot 即可.

5 ）物理系统:

• 铺垫：

  • Unity中内置的物理系统可以模仿地球上的物理系统，使Unity中创建的一切精灵都具有类似地球上的物理属性。

• 物理系统中比较重要的脚本组件：

  • Rigidbody ：项目中的刚体组件

    • 定义了对象收到外力后，如何模拟其行为，如翻滚，掉落。当为一个对象添加了 Rigidbody 组件后，就会模拟受重力而掉落。如果再加上collider组件，则会响应外部的力，而运动。添加 Rigidbody后，我们就不能通过 transform 组件来移动物体了，只能由物理系统来模拟驱动。当然这不是绝对的，某些特定情境，需要关掉物理模拟，将物体摆放到指定位置，再重新打开物理模拟。有时，我们希望对象参与物理模拟，但是其行为还是由逻辑控制，比如，对于游戏内的NPC，我们需要由代码控制其运动，同时又需要添加rigidbody，这样才能被Trigger检测到，对于这种情况，可以将 Rigidbody 设置为动力学物体（Is Kinemiac）。

  • ···collider ： 项目中碰撞体组件:

    • 定义了物体的形状来进行碰撞模拟。物理碰撞体的形状不需要严格和物体一致，只要能表示其物理形状即可。比如一个复杂的人，我们可以用一个胶囊体来定义其碰撞形状。

    • Unity内建了很多碰撞体，以下时常用的碰撞体：

      • BoxCollider 立方体碰撞体 SphereCollider 球形碰撞体 CapsuleCollider 胶囊碰撞体 MeshCollider 从对象的网格创建碰撞体。MeshCollider之间不支持碰撞检测，效率太低。可以将MeshCollider的Convex选项打开，则能支持MeshCollider之间的碰撞检测，同时提高性能。 WheelCollider 创建载具的轮子的碰撞体 TerrainCollider 处理Unity地形系统的碰撞

      • 2D中相应的BoxCollider2D，CircleCollider2D,CapsuleCollider2D，以及其它转为2D建立的碰撞体类型，如PolygonCollider2D。

      • Box,Sphere,Circle,Capsule这些简单碰撞体的效率相对都是较高的，建议使用这些简碰撞体。

    • 当一个精灵比较复杂时（如创建的一个人物角色），可以采用组合碰撞体的方式，对角色不同的身体部位分别采用不同的碰撞体组件。

  • 触发器：

    • 为碰撞体组件选中is Trigger复选框，会发现碰撞体不再组织移动了。触发器用于检测碰撞但不产生碰撞。在2D项目中要使用OnTriggerEnter2D方法。

    • code：

    • private void OnTriggerEnter2D(Collider2D collision)
          {
              Debug.Log($"与{collision}发生碰撞了！");
          }

  • OnColliderEnter(2D) 和OnTriggerEnter(2D):

    • OnCollisionEnter方法必须是在两个碰撞物体都不勾选isTrigger的前提下才能进入，反之只要勾选一个isTrigger那么就能进入OnTriggerEnter方法。

    • OnCollisionEnter和OnTriggerEnter是冲突的不能同时存在的。

    • OnTriggerEnter和OnCollisionEnter的选择。

      • 如果想实现两个刚体物理的实际碰撞效果时候用OnCollisionEnter，Unity引擎会自动处理刚体碰撞的效果。

      • 如果想在两个物体碰撞后自己处理碰撞事件用OnTriggerEnter。

6）Unity中的世界交互：

• 可收集的对象：

  • 例如玩家通过触发器实现回血或者扣血的操作：

  • //扣血的类
    ​
    using System.Collections;
    using System.Collections.Generic;
    using UnityEngine;
    ​
    public class collectibleHealth : MonoBehaviour
    {
        public int healther = -1;
    ​
        private void OnTriggerEnter2D(Collider2D collision)
        {
            Debug.Log($"与{collision}发生碰撞了！");
    ​
            //获取主角游戏对象
            RubyMover RM = collision.GetComponent<RubyMover>();
            if(RM!=null)
            {
                //调用改变血量的方法时，建议再加一层判断，血满时无法调用这个方法。
                RM.ChangeHealth(healther);
                Destroy(gameObject);
            }
            
        }   
    }
    ​
    //玩家类
    //玩家类中的一些属性（例如血量或者其他的一些私有属性）建议设置为私有，并提供get/set方法。
    public class RubyMover : MonoBehaviour
    {
        public float speed = 0.1f;
        Rigidbody2D rigidbody;
        float x;
        float y;
        int CurHealth;
        int MaxHealth;
    ​
        // Start is called before the first frame update
        void Start()
        {
            rigidbody = GetComponent<Rigidbody2D>();
            MaxHealth = CurHealth = 5;
        }
        
        // Update is called once per frame
        void Update()
        {
             x = Input.GetAxis("Horizontal");
             y = Input.GetAxis("Vertical");
        }
    ​
        private void FixedUpdate()
        {
            Vector2 position = rigidbody.position;
            position.x += 0.1f * x * speed * Time.deltaTime;
            position.y += 0.1f * y * speed * Time.deltaTime;
            rigidbody.MovePosition(position);
        }
    ​
        //有关血量更改的代码
        public void ChangeHealth(int HCer)
        {
            CurHealth = Mathf.Clamp(CurHealth + HCer, 0, MaxHealth);
            Debug.Log("当前生命值：" + CurHealth + "/" + MaxHealth);
        }
    }
    ​

• 设置摄像机跟随Player移动（使用自带脚本的的方式）：

  • 现在package manager里面安装Cinemachine，新建一个camera对象，找到CinemachineVirtualCamera，在Extension中选择自己需要的脚本组件类型。在Hierarchy中新建一个游戏对象，为这个游戏对象添加Collider组件、新建layer,同时在这个游戏对象中选中新建的Layer，在Edit->project settings->Physics 2D中取消新建Layer与所有的物体的碰撞。

  • 2D游戏详细教程可参考：

    • https://learn.unity.com/tutorial/she-xiang-ji-cinemachine?uv=2020.3&projectId=5facf921edbc2a2003a58d3a#6073df91edbc2a001e1f55c2

7）U2D中的精灵动画：

• 参考网页教程，百度资源。

8）一些问题及解决方式：

• 创建的角色在于环境中的一些组件发生碰撞时角色发生旋转、抖动的问题：

  • 旋转：在2D项目中，选中创建的角色，在Inspector面板中找到添加的Rigidbody 2D脚本，在Constrains勾选Freeze Rotation Z。

  • 抖动：引起抖动的原因可能是你在角色移动脚本里写代码是利用的transform来移动角色。此时脚本移动角色的位置会和碰撞体矛盾从而引起抖动。（说白了就是你在脚本中强行将角色移到一个碰撞体的碰撞范围内，这个碰撞体又将角色弹了回来）。解决的方法是：利用刚体的移动代替transfoem的移动方式。代码脚本如下：

  • //原transform移动方式见上
    ​
    ​
    using System.Collections;
    using System.Collections.Generic;
    using UnityEngine;
    ​
    public class RubyMover : MonoBehaviour
    {
        public float speed = 0.1f;
        Rigidbody2D rigidbody;
        float x;
        float y;
        // Start is called before the first frame update
        void Start()
        {
            rigidbody = GetComponent<Rigidbody2D>();
        }
        
        // Update is called once per frame
        void Update()
        {
             x = Input.GetAxis("Horizontal");
             y = Input.GetAxis("Vertical");
    ​
            
    ​
        }
        //使物理计算保持稳定，定期更新。只要你想直接影响物体组件或刚体，就要使用这个函数。
        private void FixedUpdate()
        {
            Vector2 position = rigidbody.position;
            position.x += 0.1f * x * speed * Time.deltaTime;
            position.y += 0.1f * y * speed * Time.deltaTime;
            rigidbody.MovePosition(position);
        }
    }