動(dòng)畫(huà)與游戲設(shè)計(jì)報(bào)告

1、動(dòng)畫(huà)與游戲設(shè)計(jì)報(bào)告 專業(yè): 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 班級(jí): 計(jì)科11-5 姓名： 繆健 指導(dǎo)教師： 張辰 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 2014 年 06 月 徐州摘 要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，尤其是信息技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)的逐步普及應(yīng)用，人們對(duì)生活?yuàn)蕵?lè)方式中的游戲與動(dòng)畫(huà)的興趣越來(lái)越高，為了方便更多的人不需要從零開(kāi)始學(xué)習(xí)動(dòng)畫(huà)和游戲，越來(lái)越多的游戲引擎誕生在市場(chǎng)上，以其強(qiáng)大的性能給設(shè)計(jì)游戲提供了便利，這一次通過(guò)學(xué)習(xí)使用unity3d來(lái)制作一個(gè)自己的游戲，來(lái)學(xué)習(xí)在課堂上學(xué)習(xí)到的制作游戲所需要的那些流程和要素。關(guān)鍵字：游戲與動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)、unity3d，游戲引擎abstractwith t

2、he social and economic development and the continuous improvement of peoples living standards, especially the gradual popularization of information technology, digital technology, people interested in live entertainment and animation in the game more and more, people do not need in order to facilita

3、te more animation and games to learn from scratch, more and more game engine was born in the market, with its strong performance to the design of the game provides a convenient, this time by learning to use unity3d to create its own game, to learn in the classroom learn to make games that required p

4、rocesses and elements. keywords: game and animation design, unity3d, the game engine目 錄1 引言32 游戲策劃52.1設(shè)計(jì)目的52.2設(shè)計(jì)思路52.3運(yùn)行環(huán)境53概要設(shè)計(jì)63.1游戲設(shè)計(jì)63.2.1球面環(huán)境映射的紋理坐標(biāo)123.2.2球面環(huán)境映射的應(yīng)用.134 詳細(xì)設(shè)計(jì)84.1 功能模塊84.1.1時(shí)間模塊84.1.2角色模塊84.1.3積分模塊84.1.1控制模塊84.2 關(guān)卡設(shè)計(jì)104.2.1迷宮關(guān)卡設(shè)計(jì)104.2.2跳躍關(guān)卡設(shè)計(jì)144.2.3解碼關(guān)卡設(shè)計(jì)154.3打開(kāi)小屋185總結(jié)19附錄：部分代碼1

5、引言這次游戲的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)學(xué)習(xí)使用unity3d來(lái)實(shí)現(xiàn)的游戲制作，unity是一款易上手而且?guī)в忻赓M(fèi)開(kāi)發(fā)版本的游戲引擎。游戲引擎是指一些已編寫(xiě)好的可編輯游戲系統(tǒng)或者一些互交式實(shí)時(shí)圖像應(yīng)用程序的核心組件。這些系統(tǒng)為游戲設(shè)計(jì)者提供各種編寫(xiě)游戲所需的各種工具，其目的在于讓游戲設(shè)計(jì)者能容易和快速地做出游戲程式而不用由零開(kāi)始。優(yōu)秀的游戲引擎通常包含以下系統(tǒng)：l 渲染引擎即渲染器，這部分的主要工作是為游戲游戲開(kāi)發(fā)者提供圖像渲染接口，渲染游戲所需的圖像，包括二維圖像或是三維圖像。l 物理引擎引擎的另一重要功能是提供物理系統(tǒng)，這可以使物體的運(yùn)動(dòng)遵循固定的規(guī)律，例如，當(dāng)角色跳起的時(shí)候，系統(tǒng)內(nèi)定的重力值將決定他能跳

6、多高，以及他下落的速度有多快等等都是由游戲引擎中物理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，游戲開(kāi)發(fā)者通過(guò)調(diào)用提供的接口加以展現(xiàn)。l 碰撞檢測(cè)系統(tǒng)碰撞探測(cè)是物理系統(tǒng)的核心部分，它可以探測(cè)游戲中各物體的物理邊緣。當(dāng)兩個(gè)3d物體撞在一起的時(shí)候，這種技術(shù)可以防止它們相互穿過(guò)，這就確保了當(dāng)你撞在墻上的時(shí)候，不會(huì)穿墻而過(guò)，也不會(huì)把墻撞倒，因?yàn)榕鲎蔡綔y(cè)會(huì)根據(jù)你和墻之間的特性確定兩者的位置和相互的作用關(guān)系。l 音效通常為了讓游戲更加真實(shí)、趣味，需要在游戲進(jìn)行中播放一定場(chǎng)景的音樂(lè)，游戲引擎中的音效模塊則控制了所有游戲中播放音樂(lè)的功能。l 腳本引擎、電腦動(dòng)畫(huà)、人工智能、網(wǎng)絡(luò)引擎以及場(chǎng)景管理等不同的引擎，在不同程度上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了腳本等高級(jí)引擎模

7、塊，能夠滿足高端游戲?qū)σ娴男枨螅ń巧_本的設(shè)計(jì)、游戲中的動(dòng)畫(huà)效果、角色的人工智能、游戲的網(wǎng)絡(luò)連接、游戲場(chǎng)景的管理等等。引擎還有一個(gè)重要的職責(zé)就是負(fù)責(zé)玩家與電腦之間的溝通，處理來(lái)自鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、搖桿和其它外設(shè)的信號(hào)。如果游戲支持聯(lián)網(wǎng)特性的話，網(wǎng)絡(luò)代碼也會(huì)被集成在引擎中，用于管理客戶端與服務(wù)器之間的通信。圖1 unity3d的操作界面在unity中編寫(xiě)腳本代碼可以使用javascript或者c#，在我的游戲設(shè)計(jì)之中我是用的是js編寫(xiě)。2游戲策劃2.1設(shè)計(jì)目的通過(guò)本學(xué)期對(duì)游戲與動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)，老師讓我們?cè)谡n下自己能學(xué)習(xí)一種制作游戲的方法，我通過(guò)網(wǎng)上的視頻教程和圖書(shū)的查看，初步的掌握了unit

8、y的基本操作，雖然不嫻熟還有待提高，但是一些技術(shù)含量較低的小游戲還是很容易讓我們掌握的。此次游戲程序設(shè)計(jì)的目的，主要是通過(guò)unity來(lái)制作游戲從而更好的掌握一個(gè)游戲制作素要的基本要素和流程。通過(guò)unity這個(gè)平臺(tái)，熟習(xí)unity在制作游戲方面所需要的技巧，將自己的游戲盡可能多的運(yùn)用所學(xué)到的技術(shù)，并且將在平時(shí)學(xué)習(xí)的javascrpit知識(shí)付諸于實(shí)踐，并從實(shí)際操作中，找出自己的不足之處進(jìn)行彌補(bǔ)。每一次的課程設(shè)計(jì)，都是一次小小的軟件工程，所以需要我們用百分百的的態(tài)度來(lái)對(duì)待。對(duì)于小一點(diǎn)的程序，我們一個(gè)人足以應(yīng)付，但是這并不是說(shuō)我們可以單獨(dú)一個(gè)人為所欲為，其實(shí)質(zhì)應(yīng)該是通過(guò)課程設(shè)計(jì)來(lái)鍛煉自己獨(dú)立自主的能力

9、。而對(duì)于那些相對(duì)于麻煩的游戲，正如老師所說(shuō)，就需要兩個(gè)或者多個(gè)人來(lái)共同完成，這便需要他們的協(xié)作能力，這樣對(duì)他們以后進(jìn)入軟件公司發(fā)展有了更多的基礎(chǔ)。2.2設(shè)計(jì)思路我這次游戲的名字是“回家大作戰(zhàn)”，游戲的主人公是一直被關(guān)在透明小球里的老鼠，但由于我不太擅長(zhǎng)制作模型，所喜把游戲設(shè)置成了第一人稱視角，使用了unity里的第一人稱控制器，看不見(jiàn)自己模型，游戲中玩家通過(guò)控制小老鼠在被遺棄的實(shí)驗(yàn)室里需要在一定時(shí)間內(nèi)收集能源找到逃出實(shí)驗(yàn)室的方法。2.3 運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行平臺(tái)：window 7或8 操作系統(tǒng)使用引擎：unity3d使用語(yǔ)言：javascrpit3 概要設(shè)計(jì)通過(guò)上面的介紹，我們可以了解到一點(diǎn)：引擎相當(dāng)

10、于游戲的框架，框架打好后，游戲設(shè)計(jì)師、建模師、動(dòng)畫(huà)師只要往里填充內(nèi)容就可以了。“回家大作戰(zhàn)”正是一款基于游戲引擎設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的休閑小游戲。游戲引擎游戲設(shè)計(jì)角色建模游戲動(dòng)畫(huà)音效效果回家大作戰(zhàn)游戲硬件支持終端（計(jì)算機(jī)）如上圖所示，回家大作戰(zhàn)的設(shè)計(jì)均是在游戲引擎上進(jìn)行的，在引擎中設(shè)計(jì)游戲的玩法、關(guān)卡，建立角色模型，添加游戲動(dòng)畫(huà)、音效等，最終形成飛霖地鼠游戲。游戲設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)，并不直接與硬件終端交互，同時(shí)游戲成品時(shí)，玩家也所有的操作均通過(guò)引擎來(lái)捕獲。31 游戲設(shè)計(jì)“回家大作戰(zhàn)”作為一個(gè)冒險(xiǎn)解密游戲，因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要注意到要添加一些有意思的謎題，讓玩家有充分的興致來(lái)進(jìn)行探索，不過(guò)也需要給出提示不然讓玩家

11、摸不著頭腦如何把游戲進(jìn)行下去也是不行的。在游戲設(shè)計(jì)中，在限制的10分鐘內(nèi)，一共需要收集4個(gè)能量源，能量源如下圖1所示，每收集一個(gè)能量源就會(huì)在游戲界面左下角顯示已經(jīng)收集了多少個(gè)能量源，如下圖2所示。最終需要進(jìn)入上鎖的小屋內(nèi)獲得離開(kāi)的物品（當(dāng)未收集滿能量源的時(shí)候，門(mén)是鎖著的，門(mén)上的燈是紅色，收集滿能進(jìn)入，燈變?yōu)榫G色），如圖3。小屋前面的小箱子上也相應(yīng)的顯示著你收集了多少個(gè)能量源，最終拿到過(guò)關(guān)物體后將跳轉(zhuǎn)到游戲成功結(jié)束界面。圖1圖24 詳細(xì)設(shè)計(jì)41功能模塊根據(jù)上述對(duì)游戲的構(gòu)思，回家大作戰(zhàn)的游戲主要分為下列幾個(gè)模塊：時(shí)間模塊：玩家通關(guān)的時(shí)間長(zhǎng)短，給予評(píng)價(jià)高低；角色模塊：角色移動(dòng)的規(guī)則，射擊的規(guī)則等；積

12、分模塊：也就是能量源收集模塊；控制模塊：控制游戲流程，判斷游戲是否結(jié)束。411時(shí)間模塊本游戲有一個(gè)時(shí)間限制，初始限制時(shí)間是10分鐘，玩家在3分鐘內(nèi)過(guò)關(guān)評(píng)分是s，當(dāng)在5分鐘內(nèi)過(guò)關(guān)是a，在7分鐘內(nèi)過(guò)關(guān)是b，在8分半內(nèi)過(guò)關(guān)是c，最后一檔則是d412角色模塊本游戲的主角由于使用的是自帶的第一人稱控制器，如圖4.1所示，圖1 第一人稱控制器可以看到第一人稱控制器是一個(gè)膠囊體，在上面有著一個(gè)主攝像機(jī)（這是游戲必備的要素也就是玩家看到的場(chǎng)景由他來(lái)決定），一個(gè)聲音接收器，還有一個(gè)自定義的設(shè)計(jì)發(fā)射器，將來(lái)獲得了射擊能力之后用來(lái)射擊。射擊的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)的，利用collider也就是觸發(fā)器，先定義了一個(gè)靜態(tài)

13、的布爾變量，初始值為false，通過(guò)尋找獲得設(shè)計(jì)能力后，值將變?yōu)閠rue就能射擊了。413積分模塊積分的獲得就是通過(guò)收集能量源（在上文已經(jīng)展示過(guò)），最終的小屋將對(duì)積分進(jìn)行判斷，如果積分到達(dá)了要求那么小屋的門(mén)將可以進(jìn)行開(kāi)關(guān)。414控制模塊這是開(kāi)始界面，界面中的兩個(gè)按鈕是通過(guò)腳本的編寫(xiě)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中start利用代碼application.loadlevel(basici);（basici是主游戲場(chǎng)景）來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)入游戲場(chǎng)景。exit則是通過(guò)application.quit();來(lái)實(shí)現(xiàn)了退出游戲。這是成功收集逃離后的界面其中restart和exit代碼和游戲開(kāi)始中的代碼一樣。當(dāng)游戲失敗的界面如下圖，和

14、這個(gè)相同就是改了一個(gè)后面的貼圖42關(guān)卡設(shè)計(jì)在本游戲中，除了開(kāi)始進(jìn)入游戲主場(chǎng)景之后有一個(gè)能量源是直接在主角面前直接獲得的，其余三個(gè)能量源都是通過(guò)一些解密或者小游戲來(lái)實(shí)現(xiàn)得到能量源的，一共3個(gè)小關(guān)卡421迷宮設(shè)計(jì)關(guān)卡圖1 迷宮俯視圖在這一個(gè)小關(guān)卡中，玩家會(huì)遇到障礙物，這時(shí)候就需要在迷宮中尋找到能消除掉障礙物的物體，障礙物和接觸障礙物如下圖2所示破開(kāi)障礙物后在迷宮深處有一個(gè)射擊小游戲，但此時(shí)的主人公還沒(méi)有射擊能力，這也需要在迷宮中找到。 圖2障礙物和消除障礙物射擊能力的獲得我把他和射擊游戲的場(chǎng)景特地放在了迷宮的對(duì)角線上，由于是一只小老鼠我把子彈設(shè)計(jì)成了堅(jiān)果，這樣覺(jué)得更有意思點(diǎn)，子彈和獲得設(shè)計(jì)能力的物

15、體如下圖3所示，利用collider當(dāng)?shù)谝蝗朔Q控制器遇到了這個(gè)box之后book上用js編寫(xiě)的腳本上的決定人物是否能夠射擊的布爾變量變?yōu)閠rue，然后在我射擊中子彈射出后不能一直存在（1.5秒以后消失，也是通過(guò)代碼實(shí)現(xiàn)的），以為這樣如果玩家隨意射擊那會(huì)產(chǎn)生很多個(gè)堅(jiān)果子彈在場(chǎng)景中，這樣會(huì)影響游戲體驗(yàn)，而且影響游戲運(yùn)行效果。圖3 左邊較小的是子彈，右邊是獲得射擊能力的物體接下來(lái)就是要通過(guò)射擊完成小游戲來(lái)獲得能量源了，射擊場(chǎng)景如下圖4所示，一共有三個(gè)靶子，獲得勝利的條件是多次同時(shí)擊倒這3個(gè)靶子之后就能獲得能量源，每同時(shí)擊倒三個(gè)一次之后，下次靶子起來(lái)的判斷時(shí)間是會(huì)減少0.3秒，靶子的動(dòng)畫(huà)是通過(guò)分割該模

16、型自帶的動(dòng)畫(huà)，然后由腳本來(lái)控制什么時(shí)候運(yùn)行哪一個(gè)動(dòng)畫(huà)，3個(gè)動(dòng)畫(huà)分別是靜止不懂的，被擊倒的和擊倒后恢復(fù)的動(dòng)畫(huà)，如下圖5所示。此外，在這里由于可能是直接到達(dá)射擊場(chǎng)景而沒(méi)有獲得射擊能力，我特地在射擊場(chǎng)景旁邊添加了一個(gè)和射擊能力獲得物體一模一樣的物體，不過(guò)通過(guò)不同的代碼我把它設(shè)計(jì)成了只要觸發(fā)了那么玩家將會(huì)跳轉(zhuǎn)到迷宮的初始入口，這樣讓玩家重新跑迷宮，該物體和上述圖3中的相同不過(guò)是位置的變化所以不再附上圖片。 圖4射擊小游戲場(chǎng)景及射擊完成后能量源從右邊的凹槽中跳出來(lái)圖5靶子上的3個(gè)動(dòng)畫(huà)422跳躍關(guān)卡這一小關(guān)卡是建立在第一個(gè)小關(guān)卡的完成后的，場(chǎng)景大致圖如圖6所示圖6 第二小關(guān)卡這一關(guān)卡的能量源在那些懸浮的木

17、箱上面是一個(gè)很高的位置，如果玩家只是擁有初始的彈跳能力的話是不可能獲得這個(gè)能量源的，這是后需要玩家利用第一個(gè)小關(guān)卡里獲得的射擊能力來(lái)射擊吊在地面上那個(gè)阻擋玩家進(jìn)入角落的木箱。進(jìn)入角落之后，有一個(gè)木板和一個(gè)小球，如下圖7所示，當(dāng)玩家才上木工板后懸浮在調(diào)控中的木箱會(huì)掉落下來(lái)阻擋玩家，這是初始彈跳能力也不能跳上木箱，不過(guò)這里有一個(gè)黃色小球利用這個(gè)小球我們將會(huì)獲得超級(jí)彈跳，使我們能夠跳上木箱，獲得能量源。圖7 下落機(jī)關(guān)和獲得超級(jí)跳躍的黃色小球圖8 觸法木板后木箱落下，抬頭能看到能量源這樣之后就能夠利用超級(jí)跳躍來(lái)獲得第三個(gè)能量源了。423解碼關(guān)卡在這一關(guān)卡中玩家不需要利用前兩個(gè)關(guān)卡中獲得的能力，是一個(gè)破

18、解密碼的游戲，大概場(chǎng)景如下圖9所示，地上有19的地板，玩家要按一定順序行走來(lái)獲得最后一個(gè)能量源。當(dāng)然我們?cè)谶@里不允許隨便亂走碰巧走對(duì)了密碼，因此在代碼中使用了一個(gè)布爾變量來(lái)實(shí)現(xiàn)只有在找全全部解密線索后才能觸法地板獲得能量源，三個(gè)線索如下圖10所示，有3個(gè)箱子，左邊一個(gè)箱子上的側(cè)面能看到10個(gè)數(shù)字2134657659，右邊有兩個(gè)箱子被有個(gè)側(cè)面也有數(shù)字但是被遮擋了，需要在這個(gè)場(chǎng)景內(nèi)獲得那個(gè)小木塊后是一個(gè)木箱消失來(lái)看到那個(gè)數(shù)字2610，不難想到我們需要的就是1，5，93個(gè)數(shù)字啦，接著我們通過(guò)走數(shù)字地板就能獲得能量源了。圖9 解碼關(guān)卡圖10 3個(gè)線索搜集玩所有的能量源之后我們就可以去那個(gè)鎖著的小屋進(jìn)行

19、最后的闖關(guān)了，當(dāng)然這時(shí)候不需要玩家在動(dòng)腦去思考怎么過(guò)關(guān)了直接過(guò)去即可。43打開(kāi)小屋當(dāng)我們的能量源沒(méi)有收集完全的時(shí)候妄圖進(jìn)入小屋的話，左上角會(huì)有文字提示，說(shuō)你需要獲得更多的能量源來(lái)進(jìn)入小房，如圖11所示。圖11 未收集滿能量源的時(shí)候當(dāng)收集滿能量源再來(lái)到小屋的時(shí)候這時(shí)候玩家靠近校門(mén)的時(shí)候小屋上的燈會(huì)變綠，小門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮到人性化，在打開(kāi)5秒之后小門(mén)將會(huì)自己關(guān)閉，這也是通過(guò)先分割小門(mén)上的動(dòng)畫(huà)，然后設(shè)計(jì)代碼，通過(guò)不同的時(shí)期來(lái)運(yùn)行不同的動(dòng)畫(huà)。圖12 收集滿能量源后當(dāng)玩家進(jìn)入小房后獲取房子里面的膠囊體后，整個(gè)游戲就會(huì)結(jié)束了。到此為止，我設(shè)計(jì)的整個(gè)回家大作戰(zhàn)第一個(gè)大關(guān)卡就已經(jīng)完成了，接下來(lái)的關(guān)

20、卡需要在以后的時(shí)間內(nèi)能夠完善，盡量把自己這第一個(gè)作品做好，也算是自己這一段時(shí)間學(xué)習(xí)的見(jiàn)證。5 總結(jié)通過(guò)半個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，對(duì)于自己選擇學(xué)習(xí)unity還是比較滿意的，引擎的強(qiáng)大在于免去了許多不需要的底層代碼，通過(guò)課堂上的學(xué)習(xí)和自己課下對(duì)回家大作戰(zhàn)這個(gè)游戲的制作，學(xué)會(huì)了在unity中充分使用觸法器這一組件，可以說(shuō)這個(gè)游戲的大部分功能性的代碼都是通過(guò)觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，與此同時(shí)初步學(xué)會(huì)了游戲設(shè)計(jì)中的策劃，關(guān)卡設(shè)計(jì)等游戲的重要組成部分，比較遺憾的是自己的建模能力有限，沒(méi)有能夠使這個(gè)游戲充分的實(shí)現(xiàn)成我腦海中所設(shè)想的游戲，希望能夠在接下來(lái)的學(xué)習(xí)中能夠進(jìn)一步的學(xué)習(xí)建模，游戲的戲劇性，可玩性，逐漸完善好這一個(gè)游戲，加

21、深了對(duì)游戲設(shè)計(jì)理念的理解，同時(shí)也增強(qiáng)了內(nèi)心對(duì)游戲設(shè)計(jì)的信念也是為將來(lái)的工作和學(xué)習(xí)打下一個(gè)比較好的基礎(chǔ)。此外，這一次的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中，讓我意識(shí)到了平時(shí)玩到的一些游戲看似簡(jiǎn)單但其實(shí)制作起來(lái)還是相當(dāng)復(fù)雜的，沒(méi)有足夠的功底是不可能完成的。附錄部分關(guān)鍵代碼：實(shí)現(xiàn)小門(mén)控制的代碼private var doorisopen:boolean=false;private var doortimer:float=0.0;var door_open_time:float=3.0;var door_open_sound:audioclip;var door_close_sound:audioclip;var wenz

22、i_bl:guitext;var wenzi_timer:float=0.0;function update()if(doorisopen)doortimer+=time.deltatime;if(doortimerdoor_open_time)door(false,door_close_sound,doorclose);doortimer=0.0;if(wenzi_bl.enabled)wenzi_timer+=time.deltatime;if(wenzi_timer4.0)wenzi_bl.enabled=false;wenzi_timer=0;function doorcheck()if(!doorisopen)door(true,door_open_sound,dooropen);function door(doorcheck1:boolean,a_clip:audioclip,a