Unity — Полное руководство для начинающих по разработке игр 🔥

Вступление

Эта статья предназначена для всех, кто никогда раньше не использовал Unity, но имеет некоторый опыт программирования или веб-дизайна / разработки. К концу этой статьи у вас должен быть хороший общий обзор движка, а также всех необходимых функций и кода для начала создания базовой игры.

Почему Unity?

Если вы хотите делать игры

Когда дело доходит до разработки инди-игр, вариантов действительно очень мало. Если вы хотите создавать игры, есть три основных варианта: Unreal, Unity или GameMaker.

Unity, вероятно, наименее упрямая из трех платформ. Он дает вам очень сырой продукт из коробки, но он очень гибкий, хорошо документированный и расширяемый для создания практически любого жанра игры, о котором вы только можете подумать.

В Unity есть множество очень успешных игр, таких как Escape from Tarkov (FPS), Monument Valley (Puzzler) и This War of Mine (Стратегия / Выживание).

На самом деле движок, на котором вы создаете свою первую игру, вероятно, не критичен, поэтому мой совет — просто выберите один и используйте его.

Если вы хотите прототипировать пользовательский опыт

Поскольку Unity — это всего лишь движок с кучей физики, анимации и 3D-рендеринга в реальном времени, это также отличное место для создания полноценных интерактивных прототипов для исследований UX.

Unity полностью поддерживает VR и AR и, следовательно, может стать отличным инструментом для изучения архитектуры, автоматизации и моделирования с помощью клиентов.

Окно редактора Unity

Окно редактора разделено на несколько разделов. Мы расскажем об этом очень кратко, так как будем постоянно к нему обращаться на протяжении всей статьи. Если вы уже знакомы с этим, пропустите мимо!

Просмотр сцены: позволяет размещать и перемещать игровые объекты в сцене.

Просмотр игры: предварительный просмотр того, как игрок будет видеть сцену с камеры.

Инспектор: предоставьте подробную информацию о выбранном GameObject в сцене.

Assets / Project: здесь хранятся все префабы, текстуры, модели, скрипты и т. Д.

Иерархия: позволяет вложение и структурирование игровых объектов внутри сцены.

Теперь мы готовы начать!

Объекты Unity Game

Что такое GameObjects

GameObjects — это основной строительный блок всего игрового движка Unity. Название почти выдает это:Все, что вы помещаете в сцену в Unity, должно быть заключено в «игровой объект».

Если у вас есть опыт веб-дизайна, вы можете думать о GameObjects как о элементах <div>! Чрезвычайно скучные контейнеры, но они легко расширяемы для создания сложной функциональности или визуальных эффектов.

Буквально все, от эффектов частиц, камер, игроков, элементов пользовательского интерфейса… (список продолжается) — это GameObject.

Создание иерархии

Как и <div> в веб-разработке, GameObject также является контейнером. Подобно тому, как вы вкладываете <div> для создания разнообразных и желаемых макетов или абстракций, вы можете сделать то же самое с игровыми объектами.Логика вложения игровых объектов во многом такая же, как и при веб-разработке, я приведу несколько примеров …

Беспорядок и эффективность

Веб-аналогия: у вас есть много похожих элементов, которые могут динамически генерироваться на лету в ответ на взаимодействие с пользователем, и вы хотите, чтобы они оставались аккуратными.

Unity Translation: вы создаете клон Minecraft и у вас есть множество блоков в сцене, вам нужно добавлять и удалять «куски» блоков из сцены по соображениям производительности. Таким образом, их родительство с пустым GameObject для каждого фрагмента имеет смысл, поскольку удаление родительского фрагмента удаляет все дочерние блоки.

Позиционирование

Веб-аналогия: вы хотите сохранить положение содержимого «относительно» контейнера, а не веб-страницы.

Unity Translation: вы создали группу дронов-помощников, которые летают вокруг игрока. На самом деле вы бы не стали писать код, чтобы они гонялись за игроком, поэтому вместо этого вы создаете их как дочерние элементы игрового объекта player.

Встроенные компоненты Unity

Компонентная модель актера

Сами по себе GameObjects довольно бесполезны — как мы видели, они в значительной степени просто контейнеры. Чтобы добавить к ним функциональность, мы должны добавить компоненты, которые по сути представляют собой сценарии, написанные на C # или Javascript.

Unity работает на основе модели компонентов акторов, проще говоря, GameObjects — это актеры, а компоненты — ваши скрипты.

Если вы писали какие-либо веб-приложения раньше, вы будете знакомы с идеей создания небольших повторно используемых компонентов, таких как кнопки, элементы форм, гибкие макеты, которые имеют различные директивы и настраиваемые свойства. Затем собираем эти маленькие компоненты в большие веб-страницы.

Большим преимуществом этого подхода является возможность повторного использования и четко определенные каналы связи между элементами. Точно так же при разработке игр мы хотим минимизировать риск непреднамеренных побочных эффектов. Небольшие ошибки имеют тенденцию выходить из-под контроля, если вы не будете осторожны, и их чрезвычайно сложно отладить. Таким образом, создание небольших, надежных и повторно используемых компонентов имеет решающее значение.

Ключевые встроенные компоненты

Думаю, пришло время привести несколько примеров встроенных компонентов, предоставляемых движком Unity Games.

• MeshFilter: позволяет назначать материалы для 3D-сетки GameObject.
• MeshRender: позволяет назначать материалы 3D-сетке.
• [Коробка | Mesh] Collider: позволяет обнаруживать GameObject во время столкновений.
• Rigidbody: позволяет реалистичному физическому моделированию воздействовать на GameObjects с 3D-сетками и запускать события обнаружения на коллайдерах боксов.
• Свет: освещает части вашей сцены.
• Камера: определяет область просмотра игрока, которая будет прикреплена к GameObject.
• Различные компоненты холста пользовательского интерфейса для отображения графического интерфейса пользователя

Их еще много, но это основные, с которыми вам нужно познакомиться. Один совет заключается в том, что вы можете получить доступ ко всем документам по ним через руководство по Unity и справочник по сценариям в автономном режиме, где бы вы ни находились:

Создание пользовательских компонентов

Встроенные компоненты в первую очередь управляют физикой и визуальными эффектами, но для того, чтобы действительно создать игру, вам нужно будет принимать вводимые пользователем данные и манипулировать этими стандартными компонентами, а также самими игровыми объектами.Чтобы начать создание компонентов, перейдите в нужный GameObject> Добавить компонент> введите имя вашего нового компонента в строке поиска> новый скрипт (c #).

В качестве общей рекомендации я бы не советовал использовать Javascript в Unity. Он не обновлялся со всеми замечательными вещами, которые поставлялись с ES6, а большая часть более продвинутых вещей основана на материалах C #, перенесенных на Javascript … По моему опыту, это просто становится одним гигантским обходным решением.

Структура моноповедения

Ключевые функции

Все компоненты наследуются от класса MonoBehaviour. Он включает в себя несколько стандартных методов, главное:

• void Start (), который вызывается всякий раз, когда объект, содержащий скрипт, создается в сцене. Это полезно в любое время, когда мы хотим выполнить некоторый код инициализации, например. установить экипировку игрока после того, как он появится в матче.
• void Update (), который вызывается каждый кадр. Это то место, где будет выполняться основная часть кода, включающего пользовательский ввод, обновляющего различные свойства, такие как движение игрока в сцене.

Переменные инспектора

Часто мы хотим сделать компоненты максимально гибкими. Например, все оружие может иметь разный урон, скорострельность, has_sight и т. Д. Хотя все оружие, по сути, одно и то же, мы можем захотеть иметь возможность быстро создавать различные вариации с помощью редактора единства.

Другой пример, когда мы можем захотеть это сделать, — это создание компонента пользовательского интерфейса, который отслеживает движения мыши пользователя и помещает курсор в область просмотра. Здесь мы можем захотеть контролировать чувствительность курсора к движениям (если пользователь использовал джойстик или геймпад, а не компьютерную мышь). Таким образом, имеет смысл сделать эти переменные легко изменяемыми как в режиме редактирования, так и поэкспериментировать с ними во время выполнения.

Мы можем сделать это легко, просто объявив их как общедоступные переменные в теле компонента.

Принятие пользовательского ввода

Конечно, мы хотим, чтобы наша игра реагировала на ввод пользователя. Наиболее распространенные способы сделать это — использовать следующие методы в функции Update () компонента (или в любом другом месте, которое вам нравится):

• Input.GetKey (KeyCode.W) Возвращает True W, удерживается клавиша W
• Input.GetKeyDown (KeyCode.W) Возвращает True при первом нажатии клавиши W.
• Input.GetAxis («Вертикальный»), Input.GetAxis («Горизонтальный») Возвращает значение между -1,1 перемещения мыши при вводе.

Управление игровыми объектами

Когда у нас есть пользовательский ввод, мы хотим, чтобы GameObject в нашей сцене отреагировал. Мы можем рассмотреть несколько типов ответов:

• Перевод, вращение, масштаб
• Создать новые GameObjects
• Отправка сообщений существующим GameObject / компонентам

Трансформации

Все GameObjects имеют свойство transform, которое позволяет выполнять различные полезные манипуляции с текущим игровым объектом.

Вышеупомянутые методы довольно понятны , просто обратите внимание, что мы используем gameObject в нижнем регистре для ссылки на GameObject, которому принадлежит этот конкретный экземпляр компонента.

В общем, рекомендуется использовать локальное [Положение, Вращение], а не глобальное положение / поворот объекта. Обычно это упрощает перемещение объектов разумным образом, поскольку ось локального пространства будет ориентирована и центрирована на родительском объекте, а не на мировом начале координат и направлениях x, y, z.

Если вам нужно преобразовать между локальным и мировым пространством (что часто бывает), вы можете использовать следующее:

Как вы понимаете, за этим стоит довольно простая линейная алгебра, на которую намекает «Обратный» в имени метода.

Создание новых игровых объектов

Поскольку GameObjects — это в основном все в вашей сцене, вы можете иметь возможность генерировать их на лету. Например, если у вашего игрока есть какая-то пусковая установка для снарядов, вы можете захотеть создавать снаряды на лету, у которых есть собственная инкапсулированная логика для полета, нанесения урона и т. Д.

Сначала нам нужно ввести понятие префаба . Мы можем создать их, просто перетащив любой GameObject в иерархии сцены в папку с ресурсами.

По сути, это хранит шаблон объекта, который только что был в нашей сцене, со всеми теми же конфигурациями.

Когда у нас есть эти сборные компоненты, мы можем назначить их переменным инспектора (как мы говорили ранее) для любого компонента в сцене, чтобы мы могли создавать новые GameObject, как указано в сборке, в любое время.

Затем мы можем выполнить «создание экземпляра» префаба и манипулировать им в желаемом месте сцены и установить необходимые родительские отношения.

Доступ к другим игровым объектам и компонентам

Часто нам нужно взаимодействовать с другими GameObject, а также с их ассоциированными компонентами. Если у вас есть ссылка на игровой объект, это довольно просто.ComponentName comp = some_game_object.GetComponent <ComponentName> ();

После этого вы можете получить доступ к любому из общедоступных методов / переменных компонента, чтобы управлять GameObject. Это простой момент, однако на самом деле получить ссылку на GameObject можно несколькими способами …

Доступ через переменную инспектора

Это самый простой способ. Просто создайте общедоступную переменную для GameObject, как мы продемонстрировали ранее с префабами, и вручную перетащите ее на компонент через инспектор. Затем перейдите к переменной, как указано выше.

Доступ через теги

Мы можем пометить GameObjects или prefabs через инспектор, а затем использовать функции поиска игровых объектов, чтобы найти ссылки на них.

Это просто делается, как показано ниже.GameObject some_game_object = GameObject.FindGameObjectWithTag («Кирпич»);

Доступ через преобразование

Если мы хотим получить доступ к компонентам в каком-либо родительском объекте, мы можем легко сделать это с помощью атрибута transform.ComponentName comp = gameObject.transform.parent.GetComponent <ComponentName> ();

Доступ через SendMessage

В качестве альтернативы, если мы хотим отправить сообщение многим другим компонентам или хотим отправить сообщение объекту, который находится далеко вверх по вложенной иерархии, мы можем использовать функции отправки сообщения, которые принимают имя функции, за которым следуют аргументы.gameObject.SendMessage («MethodName», параметры); // Трансляция сообщениеgameObject.SendMessageUpwards («ИмяМетода», параметры); // Получено только компонентами, вложенными выше.

Raycasting

Возможно, вы слышали об этом раньше, когда люди сравнивают игры FPS, основанные на «физике» или «на основе лучей». Raycasting по сути похож на лазерную указку, которая при соприкосновении с «коллайдером» или «твердым телом» возвращает «попадание» и передает детали объекта.

Есть два сценария, в которых это может пригодиться (вероятно, их гораздо больше):

1. Если вы разрабатываете систему оружия для игры, вы можете использовать raycasting для обнаружения попаданий и даже настроить длину луча, чтобы предметы ближнего боя «поражали» только на коротких дистанциях.
2. Создайте луч от указателя мыши к точке в трехмерном пространстве, то есть если вы хотите, чтобы пользователь мог выбирать юниты с помощью мыши в стратегической игре.

Как видите, код для этого немного сложнее. Ключевой момент, который нужно понять, это то, что для того, чтобы направить луч туда, куда указывает мышь в трехмерном пространстве, требуется преобразование ScreenPointToRay. Причина этого в том, что камера визуализирует трехмерное пространство как двумерное окно просмотра на экране вашего ноутбука, поэтому, естественно, существует проекция для переноса обратно в трехмерную.

Обнаружение столкновений

Ранее мы упоминали компоненты Collider и Rigidbody, которые можно добавить к объекту. Правило для столкновений состоит в том, что один объект в столкновении должен иметь твердое тело, а другой — коллайдер (или оба имеют оба компонента). Обратите внимание, что при использовании raycasting лучи будут взаимодействовать только с объектами, к которым прикреплены компоненты коллайдера.

После настройки в любом настраиваемом компоненте, прикрепленном к объекту, мы можем использовать методы OnCollisionEnter, OnCollisionStay и OnCollisionExit для реагирования на коллизии. Получив информацию о столкновении, мы можем получить ответственность за GameObject и использовать то, что мы узнали ранее, для взаимодействия с прикрепленными к нему компонентами.

Следует отметить, что твердые тела обеспечивают физику, такую ​​как гравитация, для объектов, поэтому, если вы хотите отключить это, вам нужно будет включить is_kinematic .

Расширенные возможности

Мы не будем вдаваться в подробности сейчас, но, возможно, в следующей статье — просто чтобы вы знали, что они существуют.

Создание графического интерфейса

Unity имеет полноценный движок пользовательского интерфейса для создания графического интерфейса для вашей игры. В целом эти компоненты работают примерно так же, как и остальная часть двигателя.

Расширение редактора Unity

Unity позволяет вам добавлять пользовательские кнопки к вашим инспекторам, чтобы вы могли влиять на мир в режиме редактирования. Например, чтобы помочь в построении мира, вы можете разработать собственное окно инструментов для строительства модульных домов.

Анимация

Unity имеет систему анимации на основе графиков, которая позволяет вам смешивать и управлять анимацией для различных объектов, таких как игроки, реализующие систему анимации на основе кости.

Материалы и PBR

Unity использует физический движок рендеринга, который обеспечивает освещение в реальном времени и реалистичные материалы. Реальность такова, что вам нужно либо сначала изучить 3D-моделирование, либо использовать модели, созданные и оптимизированные кем-то другим, прежде чем вы доберетесь до этого, чтобы создавать вещи, которые действительно хорошо выглядят.

Совет новичкам по Unity

Если вы планируете написать свою первую игру, не стоит недооценивать сложность и время, необходимое для написания даже самых тривиальных игр. Помните, что над большинством игр, которые выходят в Steam, команды работают над ними в течение многих лет!

Выберите простую концепцию и разбейте ее на небольшие достижимые этапы. Настоятельно рекомендуется разделить вашу игру на как можно более маленькие независимые компоненты, так как у вас гораздо меньше шансов столкнуться с ошибками, если вы сохраните компоненты простыми, а не монолитными блоками кода.

Прежде чем вы начнете писать какой-либо код для любой части вашей игры, поищите, что кто-то сделал раньше, чтобы решить ту же проблему — скорее всего, у них будет гораздо более удобное решение.

Хорошие ресурсы для разработки игр в Unity

Сообщество разработчиков игр — одно из лучших среди всех, и в индустрии есть множество высококвалифицированных профессионалов, которые размещают контент бесплатно или почти бесплатно. В этой области требуются 3D-моделисты, концептуальные художники, геймдизайнеры, программисты и так далее. Я связал несколько отличных общих ресурсов, с которыми я столкнулся, для каждого из этих полей ниже:

Ниже приведенные ресурсы исключительно на английском языке!

Концептуальное искусство

• Школа дизайна Фэн Чжу (более 90 часов уроков по концепт-арту)
• Тайлер Эдлин Арт (Великое арт-сообщество BST с отзывами профессионалов о ежемесячных испытаниях)
• Art Cafe (Интервью и мастер-классы с известными концепт-художниками)
• Трент Канюга (иллюстратор и 2D-художник, который также создает свою собственную игру)

3D моделирование

• CG Cookie (лучшие основы моделирования сетки в Blender, у них есть множество другого отличного контента для блендера)
• Тор Фрик (модельеры и скульпторы твердых поверхностей в Blender)
• Глеб Александров (Краткие мощные уроки по рендерингу в Blender)

Игровой дизайн

• DoubleFine Amnesia Fortnight (разработчики игр, которые проводят двухнедельный хакатон и записывают весь процесс проектирования)
• Инструментарий GameMakers (изучает принципы игрового дизайна)

Программирование

• Handmade Hero (Написание игры и движка с нуля на C)
• Джонатан Блоу (инди-разработчик, транслирующий свою разработку игры)
• Brackeys ( хорошие учебные пособия по Unity)

• Сборки Майнкрафт 1.17: Исследуем лучшие версии для наслаждения игрой
• Космическая сборка Майнкрафт
• Как установить сборку модов на Майнкрафт: Руководство
• Как создать сборку Minecraft: Полное руководство для начинающих
• Как слить машину в Госрадмир: Шаг за шагом руководство