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# Unity 基础

## 1 游戏引擎 & unity

[什么是 Unity](https://learn.unity.com/tutorial/what-is-unity?language=en&pathwayId=5f7bcab4edbc2a0023e9c38f&missionId=5f777d9bedbc2a001f6f5ec7&projectId=5fa1bcabedbc2a002191eef3#5fa1bd7dedbc2a001f53e32f)

### 1.1 游戏引擎

#### 1.1.1 概念

游戏引擎（Game Engine）：可以快速制作游戏的软件框架，其中包含处理图像、声音等素材的预制功能，包含物理引擎等等...  
小白可以暂时只记住，它是可以帮助我们快速开发游戏的工具

##### 1.1.2 优秀游戏引擎

- 业界双雄：Unity（联合，意思应该是“我全包圆儿了，关于游戏开发的事儿”） & Unreal （虚幻）
- 免费新秀： Godot

### 1.2 Unity

也称为 Unity 3D，特点：易用，功能强大，大幅度提升开发效率

## 2. Unity 安装运行

### 2.1 Unity Hub（中心）

字面意思 unity 管理中心 ，unity 有很多版本，更新很频繁，很多版本并不互相兼容，就需要有一个管理中心来统一管理不同版本的 unity ，unity hub 因此而生。

可简化查找、下载和管理 Unity 项目和安装内容

[unity hub 官方文档资料](https://docs.unity.cn/cn/2021.1/Manual/GettingStartedUnityHub.html)

### 2.2 Unity hub 下载安装

[unity hub 安装 官方文档](https://docs.unity.cn/cn/2021.1/Manual/GettingStartedInstallingHub.html)

- 注册 unity 账号
- 注册许可证
- 下载 unity hub
- 安装 unity hub

### 2.3 安装 Unity

[使用 unity hub 下载安装 unity 官方文档](https://docs.unity.cn/cn/2021.1/Manual/GettingStartedInstallingHub.html)

- 打开 unity hub
- 登录 unity 账号
- 选择 unity 版本 ，下载，安装
- 选择安装好的 unity 版本，运行

### 2.4 运行 unity 项目

两种方式：

1. 直接打开指定版本的 unity ，打开项目
2. 通过 unity hub 直接打开项目（推荐）

[运行 unity 官方文档](https://docs.unity.cn/cn/2021.1/Manual/GettingStarted.html)

### 2.5 unity 许可证

unity 虽然开源，但并不完全免费，分多个版本，个人版免费，专业版和企业版收费，所以需要许可证激活才能使用。

普通用户学习或非盈利性使用时，应选择个人版，申请对应的许可证激活 unity

具体操作步骤，参照 [许可证和激活 官方文档](https://docs.unity.cn/cn/2021.1/Manual/LicensesAndActivation.html)

## 3. 使用学习项目

- 打开 unity hub
- 左侧选择 “学习” , 右侧选择要使用的项目，点击并下载
- 等待下载过程中，可以点开 “查看教程” ， 在浏览器中查看示例项目对应教程
- 按照教程进行项目实操

## 4. Hello World

游戏开发属于软件开发的一个分支，自然需要用到一门编程语言，unity 中，使用 C# ，一个微软公司设计的程序开发语言

### 4.1 安装 C# 编译器

C# 编译器就是用来编写 C# 代码，并将其编译成机器可执行程序的编程工具，这里我们使用微软管饭的 Visual studio

- 下载 visual studio community 2019/2021（免费社区版），安装
- 或者在安装 unity 的同时，选择扩展工具中的 visual studio community 2019，安装

### 4.2 创建并编写 hello world

1. 打开 unity hub
2. 新建 unity 项目，选择适合的 unity 版本
3. 选择最简单的 2d 项目模板，新建
4. 在 Hierarchy 窗口中选中 Main Camera ，在右侧为其添加组件 C# script ，并命名为 HelloWorld
5. 双击 HelloWorld 脚本，会关联到 Visual Studio ，在其中编辑脚本如下：

```C#
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class HelloWorld : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {

}

// Update is called once per frame
    void Update()
    {

}

void OnGUI(){
        GUI.skin.label.fontSize = 100;
        GUI.Label(new Rect(10, 10, Screen.width, Screen.height), "Hello World!");
    }
}

```

6. 运行游戏，查看结果

### 4.3 编译输出

1. 文件 -> 生成设置 -> 选中当前场景 SampleScene
2. 平台选择 PC
3. 构建和运行，选择要存放的文件夹
4. 构建后的项目会直接运行，因为没有加入任何操作，关闭的话，可以使用 windows 组合件 alt + F4
5. 生成三个文件，两个文件夹，全部拷贝到别的目录也可以双击 HelloWorld.exe 运行项目：
   - HelloWorld.exe
   - UnityCrashHandler64.exe
   - UnityPlayer.dll
   - HelloWorld_Data
   - MonoBleedingEdge

### 4.4 调试程序

#### 4.4.1 显示 Log

1. 在想要查看信息的位置添加代码：
   ```C#
   Debug.log(要输出的信息....); // 输出的信息必须为字符串类型
   ```
2. 打开 Unity 中的 Console（控制台） 窗口，在运行游戏时，可以查看指定的输出信息

#### 4.4.2 在 Vs 中设置断点

1. 在 Visual Studio 代码中，点击代码行前面，或点击 F9， 可以在指定行添加断点（在编译器中显示为一个红色圆点）
2. 在 vs 工具栏中选择 【Attach to Unity and Play（附加到 unity 并播放）】，编译器会在调试状态下
3. 在 Unity 中运行游戏，到断点处会自动停止执行，方便开发者查看脚本中任意信息

## 5. Unity 脚本基础

### 5.1 脚本组件

#### 5.1.1 Game Object：

Unity 中最基本的游戏元素，默认值包含 Transform 组件（变形组件），可加载其它组件（Component），根据加载的组件不同而显示出不同的特性

#### 5.1.2 Unity 脚本核心类

- MonoBehavior
  所有 Unity 脚本的积累，提供大部分 Unity 功能，如果脚本不是继承自 MonoBehavior ，则无法将该脚本作为组件运行
- Transform
  每个 Game Object 都包含的默认组件，提供了位置变换、旋转、缩放、父子物体连接等功能
- Rigidbody/Rigidbody2D（刚体）
  提供所有物理功能，如重力、弹性、碰撞等

### 5.2 脚本执行顺序

- 游戏启动时，会先执行 Assembly.Load 操作，加载 /Library/ScriptAssemblies 文件夹下的当前工程相关的动态链接库（dll）文件；
- 然后，启动当前场景，并加载 Resources 目录下的资源
- 接下来，按需加载 Game Object
- 如果这个 Game Object 包含脚本组件，则脚本组件会按照下面图中顺序，执行生命周期函数

![](/imgs/unity脚本生命周期方法.png)

![](/imgs/unity脚本生命周期方法1.png)

- [脚本生命周期参考资料 1](https://blog.csdn.net/weixin_44302602/article/details/105905288)
- [脚本生命周期参考资料 2](https://www.huaweicloud.com/articles/c26fc1c511e0c6a1df832a834b1196a1.html)

### 5.3 脚本的序列化

#### 5.3.1 序列化 & 反序列化

> 注意： 序列化和反序列化时所说的输入输出，目标针对的都是游戏程序运行时的内存

1. 序列化（用于从内存对象到指定位置的输出）：
   从程序运行的内存中，将指定对象转换为二进制流（数据），为传输（可能是输出到硬盘文件、或传输给网络上其他电脑）做准备的过程。
2. 反序列化（用于从二进制流到内存对象的输入）：
   将二进制流，转换为内存中对象的过程

#### 5.3.2 脚本的序列化

脚本序列化是指：将脚本指定给场景中的任一 Game Object ，就可以在 Inspector 窗口中给该脚本类设置属性的初始值了

### 5.4 组件式编程

在 Unity 中，一个 Game Object 可以同时挂接多个组件，每个组件都可以有不同的功能（用代码脚本组件来实现），这就是最基本的组件式编程

组件式编程一般有下面几个要点：

1. 组件的获取
   通过当前游戏对象的 GetComponent<T>() 方法，可以获取指定类型的组件

```C#
   // 获取当前游戏对象的刚体组件
   Rigidbody rigid = this.gameObject.GetComponent<Rigidbody>();
   if(rigid == null) //如果不存在
   {
       //则添加一个新的刚体组件
       rigid = this.gameObject.AddComponent<Rigidbody>();
   }
   ```

2. 组件间通信

同一个 Game Object 上的不同组件间，可以通过 SendMessage 方法，通过名称调用其他组件内的方法，但效率较低且不算安全

3. 继承和组合

组件本身就是 C# 类，所以可以像普通 C# 类那样，使用继承和组合

### 5.5 协程编程

Unity 默认是单线程的，所以协程就是为了解决单线程问题（需要多线程又没有，会导致需要用多线程时，只能用单线程而造成的代码混乱）而出现的一种代码编写模式，它不是多线程，是一个模拟多线程的伪异步操作，是一种编程技巧。

> 在传统实时游戏中，在 update 中要延迟执行一些代码，或者满足一定条件后执行一些代码。需要在 update 添加一个计时器，用当前时间来减去前面记录的时间来判断执行。当这种情况越来越多的时候，会添加很多变量和代码，代码就越来越乱  
> 而协程可以说是 unity 的一个框架，为解决这个问题而设计的一个设计模式。套着这个概念来写，让这种代码非常整洁易维护而已。

- [unity 协程原理与线程的区别](https://blog.csdn.net/u011484013/article/details/51136780)
- [Unity 协程原理解析](https://www.iteye.com/blog/dsqiu-2029701)
- [为何 Unity 可以使用多线程 ，却要避免使用呢?](https://www.jianshu.com/p/854649bc0ce6)

## 6. 预置文件 Prefab 和 资源管理

预制体（预制件） Prefab：
预先配置好的，具备一定功能的的 Game Object 模板，可以重复使用

### 6.1 创建 Prefab

- 创建 Prefab：
  将 Game Object 从场景 scene 中拖入 project 窗口
- 用 Prefab 创建 Game Object：
  从 project 窗口将 Prefab 拖入 scene

> 注意：
>
> 1. Prefab 创建的 Game Object 更改时，默认并不会影响到 Prefab，除非在右边的 Inspector 窗口中将更改写回 Prefab
> 2. Prefab 的更改会默认同步到用它创建的 Game Object（并未做过更改的）

### 6.2 Unity 资源包

制作一个游戏，一般需要大量的外部资源，如图形图像素材、声音素材、动画、库等等， Unity 可以方便的导入并管理这些外部资源。

不同的需求，有不同的资源导入管理方式，这里先简单介绍推荐方式

1. 推荐方式：
   将资源导入 Unity 项目的 Assets 目录中，可以直接复制粘贴，也可以在 unity 中使用 import 导入

导入后的资源，可以在 Project 窗口中查看并使用

2. 包管理：
   在窗口中，选择包管理器，可以直接管理外部打包好的资源，一个项目中的资源（比如 某个 prefab）如果想要在别的资源中重用，也应该导出为 包，然后再进行使用

### 6.3 管理 Unity 插件

包管理器中，可以管理 Unity 插件，比如：在 Asset Store 中下载的包，都在这里集中安装、管理

## 7 读取资源和实例化

### 7.1 在脚本中创建第一个 Game Object （游戏对象）

```C#
//直接用类创建一个新的游戏对象
GameObject gameObject = new GameObject("MyGameObject1");
```

### 7.2 通过序列化方式引用资源

```C#
// 引用项目中的 prefab 或模型
public GameObject prefab;
// 声明一个私有的 游戏对象实例
private GameObject instance;

void Start(){
    // 创建实例
    instance = Instantiate(prefab);
    // 0.1 秒后删除实例
    Destroy(instance,0.1f);
}
```

### 7.3 通过 IO 方式读取资源

Unity 中不能直接使用 C# 标准库中的 IO 函数读取资源，必须先将资源放入 Resources 文件夹中，Unity 允许多个不同的 Resources 文件夹在项目的不同路径下

使用 Resources.Load 方法读取资源，用 Instantiate 实例化资源

- [unity 资源管理的设计](https://www.cnblogs.com/zblade/p/11089050.html)
- [unity 资源加载及卸载](https://www.cnblogs.com/zblade/p/11095338.html)
- [Unity 资源加载方式](https://juejin.cn/post/6854573211984592904)
- [资源管理系统](https://zhuanlan.zhihu.com/p/96709802)

## 8. 保存工程

- save scene 保存场景
- 退出 unity 时，可以 save project 保存工程（整个游戏项目）

## 9. 时间和动画

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