【正文】 項(xiàng)、組件并注冊(cè)到編輯器中使用。這種設(shè)計(jì)方式產(chǎn)生了很多第三方插件，使用這些插件可以使開(kāi)發(fā)人員更快速開(kāi)發(fā)需要的功能。華東師范大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 Unity 的車(chē)輛模擬游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)25NGUI 是 Unity3D 中最著名的界面插件，其提供了強(qiáng)大的界面組件和相應(yīng)的類(lèi)，下面主要介紹一些 NGUI 概念：UIRoot：任何一個(gè)場(chǎng)景中界面根節(jié)點(diǎn)，其中至少包括一個(gè) UICamera。UICamera：其本質(zhì)是一個(gè)具有 UICamera 腳本組件的攝像機(jī)，腳本中封裝了對(duì)其子游戲?qū)ο蟮匿秩镜裙δ?。Anchor：用于偏移子游戲?qū)ο蟮牟季?，如上、下、左、右、中。Panel：NGUI 中的窗口。Button：按鈕元素，可執(zhí)行 OnClick、OnPress、OnRelease 等回調(diào)函數(shù)Label：標(biāo)簽元素，用于顯示文字。Atlas：為了節(jié)省內(nèi)存中圖片和字體的占用量，NGUI 可以將字體和小圖片生成一張大圖片，Atlas 中保存小圖的坐標(biāo)信息，可用于索引到小圖 Sprite，如圖 415 所示： 圖 415 左圖為一張 Atlas 部分截圖，右圖為一個(gè) Sprite 的坐標(biāo)索引Sprite：其中有兩種特殊的類(lèi)型，同樣起到減少資源占用量的目的。UISlicedSprite 將 Sprite 分為九個(gè)切片，每個(gè)切片可自由縮放，適合制作邊框；UITiledSprite 可以進(jìn)行平鋪擴(kuò)展，如圖 416 所示： 圖 416 左圖為 UISlicedSprite，右圖為 UITiledSprite華東師范大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 Unity 的車(chē)輛模擬游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)26本游戲中要開(kāi)發(fā)主要有兩類(lèi)界面：一類(lèi)是主菜單界面，例如玩家在啟動(dòng)游戲后需要進(jìn)入一個(gè)登陸界面，可以進(jìn)行汽車(chē)選擇，游戲選項(xiàng)設(shè)置，進(jìn)入競(jìng)技場(chǎng)開(kāi)始游戲等操作。另一類(lèi)是 HUD(Head Up Display)界面，即游戲進(jìn)行過(guò)程中的界面，這個(gè)界面需要在碰撞到其他車(chē)輛時(shí)進(jìn)行“冒分” ，以及顯示玩家當(dāng)前游戲積分和排名等。前文已經(jīng)介紹了 NGUI 的一些基本概念，下圖 417 為登陸界面的層次結(jié)構(gòu)，接下來(lái)就是布置界面元素的位置，以及實(shí)現(xiàn)相關(guān)回調(diào)函數(shù)：圖 417 游戲登陸界面實(shí)現(xiàn)HUD 的實(shí)現(xiàn)與主界面略有區(qū)別，由于要保證總是顯示最前，所以要較現(xiàn)有的 3D場(chǎng)景之后渲染。Unity3D 中會(huì)按照?qǐng)鼍爸袛z像機(jī)深度值排列渲染順序，所以要將UICamera 的深度值設(shè)置的比主攝像機(jī)大。華東師范大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 Unity 的車(chē)輛模擬游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)27 圖 418 游戲 HUD 界面實(shí)現(xiàn)（五） 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)模塊實(shí)現(xiàn)要實(shí)現(xiàn)多人模式下的玩家對(duì)戰(zhàn)，還需要加入網(wǎng)絡(luò)模塊，現(xiàn)有的個(gè)人計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要通過(guò)套接字（socket）進(jìn)行消息傳遞，套接字可以選擇兩種主要協(xié)議：傳輸控制協(xié)議（Transmission Control Protocol，簡(jiǎn)稱(chēng) TCP）和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（User Datagram Protocol，簡(jiǎn)稱(chēng) UDP） 。TCP 是一種面向連接的、可靠的通信協(xié)議，UDP 是一種面向無(wú)連接的傳輸層協(xié)議，更為快速但數(shù)據(jù)包可能丟失 [12]。在游戲開(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì)根據(jù)需要選擇不同的協(xié)議，如在局域網(wǎng)大廳中，顯示房間信息和用戶聊天都可以選用 UDP，在需要實(shí)時(shí)保存的玩家信息（如裝備、財(cái)寶等）必須使用可靠的 TCP 傳輸。Unity3D RPC（Remote Procedure Call Protocol）是 Unity3D 封裝的一套網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層套件，跨越了傳輸層和應(yīng)用層，使得聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)器、客戶端之間可以用過(guò)RPC 函數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)端函數(shù)調(diào)用，使得開(kāi)發(fā)包括網(wǎng)絡(luò)游戲更加容易。其中可設(shè)置可靠（reliable）和不可靠（unreliable）兩種調(diào)用方式，分別對(duì)應(yīng)于 TCP 和 UDP。網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)如圖 419 所示：華東師范大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 Unity 的車(chē)輛模擬游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)28圖 419 網(wǎng)絡(luò)傳輸層次圖根據(jù)游戲設(shè)計(jì)，減少玩家的繁瑣的操作，第一個(gè)進(jìn)入游戲的玩家會(huì)自動(dòng)成為房主，并定時(shí)用 UDP 方式在局域網(wǎng)中廣播自己的 ip 地址，后面進(jìn)入游戲的玩家如果收到這個(gè) ip 地址，就自動(dòng)連接這個(gè) ip 地址進(jìn)入游戲。作為局域網(wǎng)游戲，汽車(chē)信息的更新是頻繁的，所以為了提高游戲效率，可以使用不可靠的 RPC 調(diào)用方式。游戲系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了 和 兩個(gè)類(lèi)，前者主要管理進(jìn)入和退出房間的 UDP 邏輯和其他玩家的RPC 網(wǎng)絡(luò) ID，后者實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的 RPC 函數(shù)，用于在對(duì)戰(zhàn)過(guò)程中，每個(gè)客戶端（包括房主）定時(shí)傳輸自己的位置、積分等信息。五、 游戲展示與性能分析（一） 游戲展示圖 51 是游戲登陸界面，左邊可以進(jìn)行選車(chē)，右邊介紹玩法。圖 52 是游戲選項(xiàng)設(shè)置。圖 53 為汽車(chē)被柵欄阻攔效果。圖 54 為成功撞擊其他車(chē)輛背部并搶奪其積分。華東師范大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 Unity 的車(chē)輛模擬游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)29圖 51 游戲登陸界面圖 52 游戲選項(xiàng)設(shè)置華東師范大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 Unity 的車(chē)輛模擬游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)30圖 53 汽車(chē)被柵欄阻擋而飛起圖 54 成功撞擊其他車(chē)輛背部（二） 性能分析《瘋狂碰碰車(chē)》的目標(biāo)平臺(tái)是 PC 和移動(dòng)平臺(tái)，所以選用了目前中端硬件配置的筆記本和手機(jī)分別進(jìn)行了性能測(cè)試，筆記本選用的是 Lenovo IdeaPad Y400N，手機(jī)選用的是小米 2。機(jī)器的詳細(xì)配置如表 51：華東師范大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 Unity 的車(chē)輛模擬游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)31表 51 測(cè)試設(shè)備配置表設(shè)備名 Lenovo IdeaPad Y400N小米 2操作系統(tǒng) Windows7 MIUI(Android )CPU 型號(hào) i53230M 高通 APQ8064CPU 核數(shù) 雙核 四核CPU 頻率 GPU GT750M(2GB) Adreno 320運(yùn)行內(nèi)存 4GB 2GB分辨率 1366*768 1280*720如圖 55 所示，在 Lenovo Y400N 中 CPU 和 GPU 耗費(fèi)時(shí)間基本相同，每幀總共耗時(shí)為 10ms 左右，平均幀率達(dá)到 90fps，游戲完全流暢。圖 55 Y400N 性能分析如圖 56 所示，在小米 2 中 CPU 平均每幀的計(jì)算時(shí)間為 左右，GPU 為 左右，平均幀率達(dá)到 23fps，達(dá)到手機(jī)游戲流程運(yùn)行要求。但在碰撞過(guò)程中，瞬時(shí)幀率只有 10fps 左右，從性能分析器中發(fā)現(xiàn)是參與了大量的物理計(jì)算，這是需要后一步工作進(jìn)行解決的。華東師范大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 Unity 的車(chē)輛模擬游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)32圖 56 小米 2 聯(lián)機(jī)性能分析六、 項(xiàng)目總結(jié)（一） 總結(jié)在筆者剛進(jìn)入大學(xué)急切想知道一款游戲需要學(xué)習(xí)什么時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)總結(jié)成系統(tǒng)性的技術(shù)文檔或書(shū)籍非常少，大多為某方面如 3D 繪制、網(wǎng)絡(luò)編程或者工具的使用等只言片語(yǔ)，對(duì)于游戲這樣一項(xiàng)多領(lǐng)域技術(shù)的綜合應(yīng)用是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，覺(jué)得很有必要把自己了解到一款 3D 游戲成設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)做一次總結(jié)，為同類(lèi)問(wèn)題提供參考。受條件限制，論文不能把游戲涉及得每一個(gè)細(xì)節(jié)寫(xiě)清楚，只能從各個(gè)角度做一些介紹，請(qǐng)予以諒解，論文所圍繞的汽車(chē)游戲由本人獨(dú)立完成，主要內(nèi)容如下： API，如 Direct3d、OpenGL 的渲染管線及一般圖形程序的結(jié)構(gòu)，并學(xué)習(xí) Unity3D 的使用快速渲染出需要的效果，如天空盒、海平面、投影；，比較 Havok 和 PhysX 兩款物理引擎及基本概念，學(xué)習(xí)在 Unity3D 中使用 PhysX，對(duì)車(chē)輛物理模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)現(xiàn)；，學(xué)習(xí) 3dmax 建模創(chuàng)建柵欄碰撞體及車(chē)身前后碰撞體分離； Unity3D 中 UI 制作插件 NGUI 的基本概念和使用，如 Atlas 及 Sprite，這將大大節(jié)省界面圖形資源的內(nèi)存占有率，完成玩家操作界面； Unity3D RPC，解決圖形渲染和物理引擎同步問(wèn)題，用以實(shí)現(xiàn)多人模式下玩家對(duì)戰(zhàn)。華東師范大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 Unity 的車(chē)輛模擬游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)33（二） 下一步工作的展望一款受玩家好評(píng)、受市場(chǎng)認(rèn)可的游戲需要精心的打磨，由于時(shí)間有限，本文實(shí)現(xiàn)的只是一些基本的功能，還有許多尚未解決的技術(shù)問(wèn)題和可玩性修改。筆者認(rèn)為以下工作可作為今后的重點(diǎn):，碰撞的過(guò)程中幀率只有 10fps 左右，找到優(yōu)化解決辦法，提升游戲效率；； 3D 建模方面經(jīng)驗(yàn)不足，模型建立后缺乏美感，因此在今后的工作要加強(qiáng)這方面的學(xué)習(xí)；。、更有挑戰(zhàn)的玩法，如場(chǎng)景可加入 F1 賽車(chē)道、可跌入的冰河等，車(chē)輛可考慮增加大卡車(chē)、火車(chē)頭等車(chē)種，或者增加一些車(chē)輛交通規(guī)則；，增加玩家的聽(tīng)覺(jué)震撼；，可考慮游戲支持震動(dòng)手柄操作，這將大大增加玩家觸覺(jué)感受； AI 控制，可使玩家在單人模式進(jìn)行游戲；、車(chē)輛的隨機(jī)生成和 Al 控制；華東師范大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基于 Unity 的車(chē)輛模擬游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)34參考文獻(xiàn)[1]. 中國(guó)版協(xié)游戲工委. 2022 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