从零开始的unity学习笔记

## Day0 Unity的安装 在unity[官方网站](https://unity3d.com/cn)上注册账号后，点上面的“产品”，选择“Personal个人版”，点“试用个人版”，接受条款。这里建议安装unity hub（就是unity的安装器）。安装unity hub后，在installs——Offical Releases里下载最新的稳定版本。 如果你在此前没装visual studio，此时会顺便给你安装上。 如果你装过，就在visual studio installer里添加“使用Unity的游戏开发”。  等待安装的时候可以看一看官网。官网里的教学视频链接大多数都是youtube，需要科学上网。右上角的Asset Store就是素材商店。合作伙伴里的Vuforia是一个可以配合unity使用的AR工具，用起来很有意思。 unity要求我们使用C#，我们可以在[这里](http://www.runoob.com/csharp/csharp-tutorial.html)学习一个。会C++的应该很容易就能上手，毕竟#就是两个+叠在一起（大雾）。先打开visual studio写个A+B： ``` using System; namespace P1001 { class Program { static void Main(string[] args) { string[] vals = Console.ReadLine().Split(); Console.WriteLine(Convert.ToInt32(vals[0])+Convert.ToInt32(vals[1])); } } } ``` NOIP2018 D1T1： ``` using System; namespace P5019 { class Program { static void Main(string[] args) { int n = Convert.ToInt32(Console.ReadLine()); string[] strs = Console.ReadLine().Split(' '); int[] vals = new int[n]; int ans = 0, last = 0, dif = 0; for (int i = 0; i < n; ++i) { vals[i]= Convert.ToInt32(strs[i]); dif = vals[i] - last; last = vals[i]; ans += dif < 0 ? 0 : dif; } Console.WriteLine("{0}",ans); } } } ``` 可以先把Learn里面四个基本的交互式教程（Interactive Tutorials）过一遍，熟悉一下基本操作。  ## Day1 滚个球-1 选择教学项目（Tutorial Projects）里的第三个：“滚个球（Roll-a-ball）”。一开始后面是download，点完后就是一个下载进度条，走完进度就变成start了。 ### 1、调整unity布局  把右上角的布局（Layouts）调成2 by 3（即，左边的2：上边是场景Scene，下边是游戏Game，右边的3依次是层级Hierarchy，项目Project，审查Inspector）。  不建议把语言改成中文，感觉翻译很烂，不仅翻译不完全，还有机翻的感觉。如果一定要改，先在unity hub里单机当前版本后边的三个点，选“Add Component”，拉到最下面的“语言包（language packs）”，下载简体中文。安装后，打开unity，在Edit->Preferences->Languages->Edit Language里选择Chinese。 ### 2、保存场景 File->Save即可保存场景，快捷键ctrl+S。此时会询问保存的目录。在Assets目录下，新建一个目录Scene，在这个目录下保存场景。  比如把场景保存为Sample Scene.unity，存完后我们可以发现，Hierarchy下面的场景名由“Untitled”变成了“Sample Scene”。 ### 3、添加对象 先添加一个平面，小球要在平面上滚。 点GameObject->3D Object->Plane。  或者Hierarchy->Create->3D Object->Plane  我们就有了一个平面。  要更改对象的名称，可以在Hierarchy里点选这个对象，然后F2重命名，或者右键->Rename。 随时记得保存。 ### 4、调整对象的位置 在Hierarchy里点选对象后，Scene里的对象的边缘就会突出显示。  在左上角的工具（Tool）里选择Move Tool。Move Tool可以让我们方便地移动对象。这一排的六个东西，快捷键由左到右依次为“QWERTY”。  然后我们就可以看到三个方向上的坐标轴。  鼠标拖动坐标轴，就可以拉动这个平面。 后面四个工具用法相同，可以试着玩一玩。需要注意的是Scale Tool，由于我们创造的Plane是一个平面图形，因此其在Y轴上的大小是没有意义的。我们向上拉伸Y轴，发现它的大小不变；向下拉伸Y轴，发现这个Plane消失了。  在Scene的右上角找到这个小玩意，点击Y轴对面的这个圆锥，我们就能从下面仰视场景。  然后我们就能看见这个Plane了。当Plane的Y轴方向尺寸为正时，它对上面可见，尺寸为负时，对下面可见。从上图可以看见小玩意的下面还有一个“Iso”，并不知道它是什么单词的缩写。它的意思应该是正交。点一下就会变成“Persp”，是“Perspective（透视投影）”的缩写。点这个就可以实现Scene视图正交与透视的切换。  至于第一个工具，就是拖动镜头的工具。鼠标拖动或键盘上下左右可以实现视角的上下左右移动，鼠标滚轮实现缩放。 此时，我们已经把这个平面进行了一定的扭曲，现在我们来快速把它复原。在Hierarchy里点选对象后，Inspector里会展示它的组成。  在Transform中，右上角有一个小齿轮。点击齿轮，在出现的下拉菜单中点Reset，Position和Rotation都会变为0，Scale会变为默认值。  就是这个效果。  想要修改对象的位置，当然也可以手动修改Transform里的数值。 再用相同的办法创建一个球（Sphere），将位置Reset到原点。按F使Scene里的视角拉到球上。我们发现球与平面重叠了。  Unity内置Sphere类的直径为1，因此我们将其Y坐标增加到0.5即可。  修改后的效果：  ### 5、调整对象的材质 在Assets目录里新建一个Materials目录，用于存放材质。打开Materials，在里面新建一个Material，重命名为Background，作为平面的颜色。选择Background，在Inspector里有一项Albedo（百度了一下，这个词的意思是反照率），点后面的色块，就可以选择材质的颜色。  我们选择三中红：8F000B。  要使用这个Material，只要把它从Project里边拖到Hierarchy里的Plane上就行了。效果是这样的：  ### 6、添加刚体组件 这里的球要会动，能发生碰撞，不会乱飞，我们需要给它添加一个刚体（Rigidbody）组件（Component）。选择Sphere，在Inspector的底部有一个“Add Component”，点击“Add Component”，在搜索框里输入“rigidbody”，选择不带2D的。  By the way，每个对象里的每个组件都可以点右上角小齿轮里的“Move Up”“Move Down”来调整其在Inspector里的位置。  ## Day2 滚个球-2 ### 1、写一个控制移动的脚本 在Assets里新建一个Scripts目录，在该目录里新建一个名为“PlayerController”的C#脚本。把Project里面的这个脚本拖到Hierarachy里的Sphere上。 双击“PlayerController”，进入Visual Studio编写脚本。首先删掉```PlayerController```类里的两个默认方法。 更新物体的状态（包括位置状态）有好几个不同的方法，暂时只讨论```Update()```和```FixedUpdate()```。 ```Update```是每一帧执行一次，```FixedUpdate```是每隔一段时间执行一次。在物理模拟时，我们应该选择```FixedUpdate```。比如我们同时在卡吧标配和图吧标配上运行“滚个球”，我们钦定每次Update移动1，那么```Update```就会导致卡吧标配的球滚得更远（每帧移动距离相同，帧数更多），```FixedUpdate```距离相同（每次更新移动距离相同，每秒更新次数相同）。所以我们在```PlayerController```类里添加一个```FixedUpdate```方法。 获取输入需要Input类。[Input类中的GetAxis方法](https://docs.unity3d.com/ScriptReference/Input.GetAxis.html)可以获取输入的移动。像这样： ``` float moveHorizontal = Input.GetAxis("Horizontal"); float moveVertical = Input.GetAxis("Vertical"); ``` 球已经被设置为刚体，对刚体施以力的作用，需要使用```Rigidbody.AddForce()```。查询文档，它的参数为```public void AddForce(Vector3 force, ForceMode mode = ForceMode.Force) ```，或```public void AddForce(float x, float y, float z, ForceMode mode = ForceMode.Force) ```。力的模式采用默认值即可，力的大小是一个空间向量。 ``` Vector3 movement = new Vector3 (moveHorizontal, 0.0f, moveVertical); ``` 有了力，还要有物体。这段代码已经完成得差不多了，可以参照下面的代码完成剩余细节。 ``` using UnityEngine; using System.Collections; public class PlayerController : MonoBehaviour { public float speed;//可以在Inspector中显示、变更，便于调整力的大小 private Rigidbody rb; void Start ()//在游戏的第一帧时调用 { rb = GetComponent<Rigidbody>();//这个脚本和刚体是sphere的两个组件，因此需要获取刚体的引用。 } void FixedUpdate ()//每隔固定时间调用一次 { float moveHorizontal = Input.GetAxis ("Horizontal"); float moveVertical = Input.GetAxis ("Vertical"); Vector3 movement = new Vector3 (moveHorizontal, 0.0f, moveVertical); rb.AddForce (movement * speed); } } ``` 然后在visual studio里面点“附加到Unity”，没有CE，可以试一试了。此时在Unity里选择Sphere对象，在Inspector里的Player Controller上出现了一个可供修改的数值：speed，这就是我们代码里的那个```public float speed```。  先调成10试一试。点击unity界面里的Play，按WSAD控制上下左右，就可以让球动起来。 ### 2、写一个控制摄像机的脚本 球是能动了，但是摄像机还不能动。你也许想到了这样的办法：让Main Camera成为Sphere的子对象，摄像机就能和Sphere一起动了。我们可以尝试一下：在Hierarchy里把Main Camera拖动到Sphere的名字上，像这样：  点Play试一下，我们发现摄像机会跟着球一起转。。。  其实原因也很简单，子对象当然会跟着父对象一起转。那我们只能把Main Camera拉出来，写个脚本了。（当然，如果游戏里的对象不会转，我们可以直接把摄像机拖到对象身上） 废话不多说，上代码：  ``` using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class CameraController : MonoBehaviour { public GameObject player;//这个摄像机附在player上 private Vector3 offset; void Start() { offset = transform.position - player.transform.position;//摄像机位置相对于球的偏移值 } void LateUpdate()//LateUpdate是指完成其它的Update后再更新摄像机的位置，每帧执行一次 { transform.position = player.transform.position + offset;//相机的新位置就是球的新位置加上偏移值 } } ``` 点“附加到Unity”。在Main Camera的Inspector里找到加进来的脚本。点Player后面的小圈，选择Sphere，这样我们就把摄像机附在了Sphere上。  测试一下，发现摄像机可以跟着球移动了，但是球会滚出去，然后就从Plane上掉下去了。。。  ## Day3 滚个球-3 ### 1、完善场地 感觉Plane好像有点小，我们先调整一下Plane的大小。把在x与z方向上的大小调成2。 为了把场景围起来，需要在Plane四周加上一圈墙。为了便于管理，我们在Hierarchy中新建一个空对象“Walls”，让其成为四面墙的父对象。Reset一下Walls的位置。  创造一个Cube作为墙。使其成为Walls的子对象，重命名为Wall1，调整一下大小和位置。  复制一个Wall1，更名为Wall2，Position改为$(-10,0.5,0)$ 再复制出Wall3和Wall4，调整位置与大小。效果是这样的：  进入Play Mode试一下，发现球可以只在里面动了。 ### 2、设置收集物 我们还要添加一些收集物，小球碰到收集物就可以得分。 先创建一个Cube，Reset一下，把Cube的大小调整为$(0.5,0.5,0.5)$，旋转调为$(45,45,45)$。 Sphere对象和Cube是重合的，看的时候很不方便。我们选择Sphere。把Sphere前的对号取消掉，这样Sphere就不会显示。为了方便管理，将收集物重命名为Pick Up。  我们想让收集物自己转起来，就又需要写脚本了。由于没有施力受力的物理模拟，没有必要进行```FixedUpdate()```，只要Update就行。 ``` using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class Rotator : MonoBehaviour { void Update() { transform.Rotate(new Vector3(15, 30, 45) * Time.deltaTime);//钦定一个旋转速度 } } ``` 进入Play Mode试一下感觉海星。现在我们要把收集物设为一个预设（Prefab），这样就可以很方便地使用了。 在Project中的Assets目录下新建一个Prefabs目录。把Hierarchy里的Pick Up拖进Project里的Prefabs目录里。 就像刚才的四面墙一样，我们新建一个空对象作为所有收集物的父对象。重命名为Pick Ups，Reset它的位置。 点击坐标轴的Y轴正半轴，让视线向正下方俯视。  像这样：  但是，当我们调整Pick Up的位置时，我们发现它的三个移动方向都是旋转之后的。为了调正旋转方向，点击Scene上面的“Local”，使其变为Global。  然后就变成了：  我们就可以在平面上移动收集物了。要复制对象，Ctrl+C、Ctrl+V固然可以，我们还可以使用Ctrl+D。 放置成这样：  现在我想让收集物换一种颜色。我们在Materials里对之前的Background材质Ctrl+D一下，对新材质重命名为Pick Up。将Pick Up的颜色调为$(0,32,64)$。把Pick Up拖到Hierarchy里的Pick Up上。此时只有一个收集物是蓝的。我们再点一下Inspector里的Overrides，在下拉的菜单中选择Apply All。  就全变蓝了：  把之前取消掉的Sphere再打上勾，进入Play Mode试一试。  ## Day4 滚个球-4 ### 1、小球与收集物的碰撞 下一样需要考虑的是球与收集物的碰撞。我们打开PlayerController脚本进行修改。 为了了解与碰撞（Collider）相关的信息，选中Sphere，在Inspector里的Sphere Collider上点这个：  点“SWITCH TO SCRIPTING”切换到脚本。  这里我们需要的是一个[“OnTriggerEnter”](https://docs.unity3d.com/ScriptReference/Collider.OnTriggerEnter.html)。它会在其他物体碰撞触发器时调用。 我们试着在PlayerController类里加入一个OnTriggerEnter方法。 ``` private void OnTriggerEnter(Collider other) { if(other.gameObject.CompareTag("Pick Up"))//将这个物体的Tag与传入的string比较 { other.gameObject.SetActive(false);//相当于取消Inspector里对象名称前的对号 } } ``` 看起来似乎很正确，但是进入Play Mode发现这样布星。为什么呢？ 我们添加的方法名为OnTriggerEnter，但是我们看一下收集物的Inspector，我们发现：我们没勾上“作为触发器（Is Trigger）”。  把Prefabs里收集物的“Is Trigger”勾上就行了。经测试，现在小球可以收集方块了。 还有一件有关优化的小事：给Prefabs里的收集物加上Rigidbody，这样收集物就会被识别为动态碰撞器。unity中的碰撞器分为静态和动态。更新静态碰撞器的位置时，unity认为它是静态的，更改会比较少，因此会存入缓存以减少计算。但收集物的位置每时每刻都在转，因此会引起大量的缓存修改，影响性能。 再测试一下，我们发现方块透过Plane掉了下去。。。这是因为方块成为了触发器，受重力作用向下掉，与Plane碰撞。我们把Rigidbody里的Use Gravity禁用掉就可以解决问题。  还有一种解决方法是启用“Is Kinematic”，让物体成为“运动学物体”，即不计算其受力，但仍计算其运动。 ### 2、做一个简单的UI 每收集一个收集物，我们都希望显示得分。也就是说我们要做一个简单的UI。 我们先用脚本记录以下玩家的得分：还是修改PlayerController。修改后的代码是这样的。 ``` using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class PlayerController : MonoBehaviour { public float speed; private Rigidbody rb; private int count; void Start() { count = 0; rb = GetComponent<Rigidbody>(); } void FixedUpdate() { float moveHorizontal = Input.GetAxis("Horizontal"); float moveVertical = Input.GetAxis("Vertical"); Vector3 movement = new Vector3(moveHorizontal, 0.0f, moveVertical); rb.AddForce(movement * speed); } void OnTriggerEnter(Collider other) { if(other.gameObject.CompareTag("Pick Up")) { other.gameObject.SetActive(false); ++count; } } } ``` 嗯，没有CE。现在我们添加UI。在Hierarchy中添加一个UI-Text，并Reset位置。我们可以在Game中看到“New Text”的字样。  在Inspector里把它的内容改成“Count Text”。这几个字放在屏幕中间似乎不大合适，应该放在左上角。我们调整一下文字的“Rect Transform”。 单击“Rect Transfrom”下面的方块，按住Shift和Alt点击九宫格左上角的那个，即可把文字挪到屏幕的左上角。   颜色有点暗，位置有点偏。为了不侮辱读者的智商就不细说调整方法了。直接看效果：  每次碰到收集物，我们都应该更新得分。 ``` using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine.UI;//使用UI，需要使用这个命名空间 using UnityEngine; public class PlayerController : MonoBehaviour { public float speed; public Text countText;//即左上角的文本 private Rigidbody rb; private int count; void Start() { count = 0; rb = GetComponent<Rigidbody>(); SetCountText(); } void FixedUpdate() { float moveHorizontal = Input.GetAxis("Horizontal"); float moveVertical = Input.GetAxis("Vertical"); Vector3 movement = new Vector3(moveHorizontal, 0.0f, moveVertical); rb.AddForce(movement * speed); } void OnTriggerEnter(Collider other) { if(other.gameObject.CompareTag("Pick Up")) { other.gameObject.SetActive(false); ++count; SetCountText(); } } void SetCountText() { countText.text = "Count: " + count.ToString(); } } ``` 保存，选中Sphere，脚本里的Count Text还是空着的。  把Hierarchy里的Count Text拖到上面，就变成了：  测试一下，效果不错：  我们还希望在收集所有方块后可以有一个提示信息。再新建一个Text，重命名为Win Text，位置居中。再修改一下脚本： ``` using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine.UI; using UnityEngine; public class PlayerController : MonoBehaviour { public float speed; public Text countText; public Text winText; private Rigidbody rb; private int count; void Start() { count = 0; rb = GetComponent<Rigidbody>(); SetCountText(); winText.text = "";//初始为空串 } void FixedUpdate() { float moveHorizontal = Input.GetAxis("Horizontal"); float moveVertical = Input.GetAxis("Vertical"); Vector3 movement = new Vector3(moveHorizontal, 0.0f, moveVertical); rb.AddForce(movement * speed); } void OnTriggerEnter(Collider other) { if(other.gameObject.CompareTag("Pick Up")) { other.gameObject.SetActive(false); ++count; SetCountText(); } } void SetCountText() { countText.text = "Count: " + count.ToString(); if(count>=8) { winText.text = "You win!";//全部收集，将winText改为You win! } } } ``` 效果：  ### 3、添加BGM 在Project的Assets目录下创建一个Audios目录，把已经下载好的音乐拖进去。 在Hierarchy里创建一个Audio Source，把音乐拖进Audio Clip。启用Loop。 进入Play Mode就可以听到BGM了。 ### 4、编译游戏 在File里找到Build Settings。  可以看到unity支持的平台很多。似乎在印象里，unity都是做手游、web小游戏的，其实现在的unity已经越来越强大了。  我们选择默认的PC,Mac&Linux Standalone，把Hierarchy里的场景拖到上面的“Scene In Build”里。  点Build，编译到你想存的地方。编译完成后试玩一下。滚个球教程就到此结束辣！  ## Day5 MMD4Mecanim-1 ### 1、环境准备 首先当然要有MMD。 在[MMD4Mecanim下载地址](http://stereoarts.jp/)下载MMD4Mecanim的zip。 还要安装Blender或Autodesk Maya。在这个项目里，Blender要方便一些，但我对Maya比较熟，而且Maya的效果较好，所以我使用Maya。 随便找一套MMD模型（.pmx）、一套MMD动作（.vmd）、一套相机文件（.vmd）和一段对应伴奏。 Maya用户还要下载MMDBridge或MMD4Maya。 ### 2、导入插件与素材 新建一个3D项目。 解压MMD4Mecanim。这个插件名字中的Mecanim就是Unity的动画系统（Animation System）。把比较大的那个（如果有两个）.unitypackage拖到Assets上，Unity会import这个package。  该点import的时候就点。  提示里面有弃用的API，你就Go ahead。  把存模型的目录拖到Assets目录下，发现每个.pmx的下面自动生成了一个asset。选中对应的asset，Inspector里会弹出一个利用规约，我们全都同意就行。 这个asset有三个参数（如果不点高级模式），第一个和第三个已经自动生成。我们需要填上第二个：VMD。  在Assets目录下新建一个存动作的Animations目录。把.vmd动作文件拉进这个目录。把这个文件拉进第二个参数栏即可。  单击Process后会弹出一个pmx2fbx，把.pmx文件转换为.fbx，然后会自动导入Unity。对于比较精细的模型和性能较弱的电脑来说，这一步可能会耗费很长时间。 我们这个时候可以准备一下相机的导入。首先借助MMDBridge或MMD4Maya将素材导入Maya。（我们只是要借助Maya获得相机的Alembic文件，因此不需要贴图）。 这个时候，模型大概导入完了。现在导入音乐。在Assets里新建Audios目录，把音乐拖进来。 ### 3、让模型动起来 我们把生成的.fbx文件拖到Hierarchy里：  哇，成功了！Play一下试试！ （Miku纹丝不动） 这是因为.fbx只是模型，没有动作。我们点击Project里那个.fbx左边的小三角，发现里面有一个名字很长，结尾是```_vmd```的文件。把它拖到Hierarchy里的模型上，再Play一次： 动起来了！  怎么配音乐来着？还记得滚个球里面的方法吗？给模型加一个Audio Source。 调整模型大小和相机位置，得到合适的效果，进入Play Mode看一看。 额，头发有点不大对啊。。。  这就需要调整物理了。在Hierarchy中选中模型，找到MMD4Mecanim Model这个Component，进入Physics选项卡。调大Gravity Scale，发现效果好多了。 ## Day6 Octane渲染器 在尝试的过程中，发现有两个dll一直有问题，后来才发现是因为Octane渲染器需要CUDA，这两个dll应该是依赖某个与CUDA有关的dll。但本人的显卡是RX580，因此本段暂时咕咕咕。比较经济的硬件升级方案是买一块P106矿卡作CUDA计算卡，以原显卡作为主卡，然而我并不想继续折腾了。 ## Day7 Vuforia ### 1、环境准备 ## Day8 MMD4Mecanim-2