《游戲引擎應(yīng)用與開發(fā)》教學(xué)大綱

《游戲引擎應(yīng)用與開發(fā)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：08150841課程性質(zhì)：專業(yè)選修課程學(xué)分：4學(xué)分達(dá)到如下目標(biāo)學(xué)時(shí)：64學(xué)時(shí)（理論48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)）先修課程：UI界面設(shè)計(jì)后續(xù)課程：游戲程序設(shè)計(jì)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用適用專業(yè)：數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)開課單位：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院一、課程說明本課程是數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的一門選修課程。課程旨在教授學(xué)生熟練應(yīng)用Unity3D引擎解決實(shí)際游戲開發(fā)問題的能力和創(chuàng)造有價(jià)值的游戲產(chǎn)品。本課程是一門設(shè)計(jì)與技術(shù)、理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程，同時(shí)也是一門緊密結(jié)合應(yīng)用，緊密結(jié)合潮流技術(shù)發(fā)展的專業(yè)課程。課程將重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生在Unity3D腳本開發(fā)、游戲引擎框架設(shè)計(jì)、多人游戲開發(fā)、平面游戲創(chuàng)作以及游戲設(shè)計(jì)與開發(fā)等方面的核心特色，為在數(shù)字媒體領(lǐng)域的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，將使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo):課程目標(biāo)1：將使學(xué)生在游戲引擎應(yīng)用與開發(fā)領(lǐng)域獲得深刻的認(rèn)識(shí)，掌握Unity3D引擎的配置、編輯器功能，以及預(yù)制體的應(yīng)用。學(xué)生將通過實(shí)踐了解不同商業(yè)應(yīng)用場景下的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，為將來的游戲創(chuàng)作和開發(fā)提供實(shí)用技能。課程目標(biāo)2：本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用游戲引擎技術(shù)的職業(yè)素養(yǎng)。學(xué)生將掌握游戲開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，如腳本開發(fā)、UI系統(tǒng)以及Socket編程，并了解執(zhí)業(yè)道德規(guī)范與法律法規(guī)。在媒體與娛樂、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，學(xué)生將能夠運(yùn)用技術(shù)并遵守規(guī)范，為數(shù)字媒體行業(yè)發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。課程目標(biāo)3：課程通過對游戲引擎設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的相關(guān)技術(shù)原理和常見應(yīng)用的介紹，以及游戲開發(fā)案例和實(shí)例操作幫助學(xué)生構(gòu)建完整的游戲引擎應(yīng)用知識(shí)體系。通過研習(xí)體現(xiàn)社會(huì)主義核心價(jià)值觀的特效作品，培養(yǎng)學(xué)生在創(chuàng)作中融入社會(huì)主義核心價(jià)值觀，提升文化自信，并在創(chuàng)作實(shí)踐中培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《游戲引擎應(yīng)用與開發(fā)》課程教學(xué)目標(biāo)對數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3.3能夠在數(shù)字媒體及其相關(guān)領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)、測試等環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)業(yè)精神，并能綜合考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化及環(huán)境因素的影響。課程目標(biāo)2：本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用游戲引擎技術(shù)的職業(yè)素養(yǎng)。學(xué)生將掌握游戲開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，如腳本開發(fā)、UI系統(tǒng)以及Socket編程，并了解執(zhí)業(yè)道德規(guī)范與法律法規(guī)。在媒體與娛樂、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，學(xué)生將能夠運(yùn)用技術(shù)并遵守規(guī)范，為數(shù)字媒體行業(yè)發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。H5.使用現(xiàn)代工具5.2能夠開發(fā)、選擇與使用現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具對復(fù)雜數(shù)字媒體技術(shù)工程問題進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)、預(yù)測和模擬，并理解其局限性。課程目標(biāo)1：將使學(xué)生在游戲引擎應(yīng)用與開發(fā)領(lǐng)域獲得深刻的認(rèn)識(shí)，掌握Unity3D引擎的配置、編輯器功能，以及預(yù)制體的應(yīng)用。學(xué)生將通過實(shí)踐了解不同商業(yè)應(yīng)用場景下的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，為將來的游戲創(chuàng)作和開發(fā)提供實(shí)用技能。H8.職業(yè)規(guī)范8.2具有健康的體魄，良好的心理素質(zhì)和勞動(dòng)觀念，具備履行社會(huì)責(zé)任的基礎(chǔ)，具有思辨能力和科學(xué)精神，能夠理解誠實(shí)公正、誠信守則的工程職業(yè)道德和規(guī)范。課程目標(biāo)3：課程通過對游戲引擎設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的相關(guān)技術(shù)原理和常見應(yīng)用的介紹，以及游戲開發(fā)案例和實(shí)例操作幫助學(xué)生構(gòu)建完整的游戲引擎應(yīng)用知識(shí)體系。通過增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)精神，和研習(xí)體現(xiàn)社會(huì)主義核心價(jià)值觀的特效作品，培養(yǎng)學(xué)生在創(chuàng)作中融入社會(huì)主義核心價(jià)值觀，提升文化自信，并在創(chuàng)作實(shí)踐中培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對應(yīng)的課程目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)Unity3D引擎1.1Unity簡介1.2Unity3D發(fā)展史1.3Unity3D應(yīng)用領(lǐng)域介紹1.4Unity3D的配置與運(yùn)行1.5第一個(gè)Unity3D程序教學(xué)要求：使學(xué)生掌握Unity3D引擎技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展；了解Unity3D技術(shù)的發(fā)展方向；了解Unity3D引擎的應(yīng)用領(lǐng)域，鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中勤于思考、努力創(chuàng)新，并在創(chuàng)作實(shí)踐中培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。重點(diǎn)：了解Unity3D引擎的定義、特點(diǎn)，Unity3D的發(fā)展歷程以及今后的發(fā)展方向。難點(diǎn)：Unity3D的配置與運(yùn)行。21、22.Unity3D編輯器2.1窗口布局2.2菜單欄2.3工具欄2.4常用工作視圖教學(xué)要求：使學(xué)生掌握Unity3D編輯器工具，使學(xué)生熟悉Unity3D編輯器的窗口布局，能夠辨認(rèn)并理解各個(gè)面板的作用與功能，了解不同菜單項(xiàng)的用途，掌握常用工具的功能，理解各視圖的作用與適用場景。重點(diǎn)：掌握Unity3D編輯器常用工作視圖應(yīng)用。難點(diǎn)：掌握Unity3D編輯器常用工作視圖應(yīng)用221、23.使用Unity3D創(chuàng)建基本場景3.1創(chuàng)建2D場景3.2創(chuàng)建3D場景3.3創(chuàng)建3D地形教學(xué)要求：了解在Unity3D中如何創(chuàng)建2D場景，熟悉2D元素的導(dǎo)入、排列和操作。讓學(xué)生能夠熟練地使用Unity3D創(chuàng)建與編輯2D游戲場景，掌握創(chuàng)建3D場景的基本步驟，了解攝像機(jī)的設(shè)置與調(diào)整，掌握高度圖的應(yīng)用與地形編輯工具。重點(diǎn)：掌握創(chuàng)建3D場景的基本步驟，了解攝像機(jī)的設(shè)置與調(diào)整，掌握高度圖的應(yīng)用與地形編輯工具。難點(diǎn)：掌握地形編輯工具的應(yīng)用。622、34.Unity3D組件和預(yù)制體4.1游戲?qū)ο笈c組件4.2Unity3D組件介紹4.3Unity3D預(yù)制體介紹教學(xué)要求：了解游戲?qū)ο笈c組件的關(guān)系，掌握在Unity3D中如何創(chuàng)建與管理游戲?qū)ο笈c組件，了解組件的功能與應(yīng)用場景，了解Unity3D預(yù)制體的概念與優(yōu)勢，掌握預(yù)制體的創(chuàng)建與使用方法。重點(diǎn)：了解游戲?qū)ο笈c組件的關(guān)系，掌握在Unity3D中如何創(chuàng)建與管理游戲?qū)ο笈c組件，了解組件的功能與應(yīng)用場景。難點(diǎn)：了解Unity3D預(yù)制體的概念與優(yōu)勢，掌握預(yù)制體的創(chuàng)建與使用方法。621、25.Unity3D常見功能系統(tǒng)5.1Unity3D燈光系統(tǒng)5.2Unity3D遮擋剔除系統(tǒng)5.3Unity3D導(dǎo)航系統(tǒng)5.4Unity3D動(dòng)畫系統(tǒng)教學(xué)要求：使學(xué)生了解Unity3D中的燈光系統(tǒng)，掌握燈光的種類、屬性以及在場景中的應(yīng)用，理解Unity3D遮擋剔除系統(tǒng)的原理與方法，掌握提高渲染性能的技巧，了解Unity3D導(dǎo)航系統(tǒng)的基本概念與應(yīng)用，掌握Unity3D中的動(dòng)畫系統(tǒng)重點(diǎn)：了解Unity3D中的燈光系統(tǒng)，掌握燈光的種類、屬性以及在場景中的應(yīng)用。難點(diǎn)：了解Unity3D中的燈光系統(tǒng)，掌握燈光的種類、屬性以及在場景中的應(yīng)用。821、2、36.Unity3D數(shù)據(jù)操作6.1JSON數(shù)據(jù)解析6.2XML數(shù)據(jù)解析6.3Unity3D數(shù)據(jù)庫操作教學(xué)要求：了解JSON數(shù)據(jù)格式，掌握在Unity3D中如何解析和處理JSON數(shù)據(jù)，理解XML數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，了解在Unity3D解析和處理XML數(shù)據(jù)方法，掌握Unity3D中數(shù)據(jù)庫操作的基本原理，掌握連接、查詢和更新數(shù)據(jù)庫的方法。重點(diǎn)：掌握J(rèn)SON、XML數(shù)據(jù)解析。難點(diǎn)：掌握Unity3D數(shù)據(jù)庫操作421、27.Unity3DUI系統(tǒng)7.1UGUI7.2GUI教學(xué)要求：掌握了解Unity3D中的UGUI系統(tǒng)，掌握UI元素的創(chuàng)建、布局和交互，包括按鈕、文本、圖像等。幫助學(xué)生熟悉UGUI的基本操作和屬性設(shè)置，掌握GUI的工作方式。重點(diǎn)：掌握UGUI系統(tǒng)元素創(chuàng)建與布局。難點(diǎn)：了解Unity3D中的UGUI系統(tǒng)，掌握UI元素的創(chuàng)建、布局和交互，包括按鈕、文本、圖像等61、28.Unity3DSocket編程8.1Socket原理與實(shí)現(xiàn)8.2Unity3D實(shí)現(xiàn)Socket通信應(yīng)用教學(xué)要求：掌握Socket通信的基本原理，包括客戶端與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸過程。TCP協(xié)議與UDP協(xié)議特點(diǎn)與應(yīng)用場景。重點(diǎn)：掌握UGUI系統(tǒng)元素創(chuàng)建與布局。難點(diǎn)：了解Unity3D中的UGUI系統(tǒng)，掌握UI元素的創(chuàng)建、布局和交互，包括按鈕、文本、圖像等421、29.Unity3DAssetBundle與常用插件介紹9.1AssetBundle工作流程9.2AssetBundle操作9.3AssetBundle打包工具9.4DOTween插件9.5Explore插件教學(xué)要求：了解AssetBundle在Unity3D中的工作原理和作用，掌握AssetBundle的打包、加載和卸載流程，理解資源管理的優(yōu)化方式，以及了解常見插件的基本功能與用途重點(diǎn)：掌握AssetBundle的打包、加載和卸載流程，理解資源管理的優(yōu)化方式。難點(diǎn)：掌握資源管理的優(yōu)化方式與方法422、310.Unity3D框架應(yīng)用10.1GameFramework框架10.2QFramework框架教學(xué)要求：掌握GameFramework框架的基本結(jié)構(gòu)和功能模塊，熟悉GameFramework框架的使用流程，掌握QFramework在游戲開發(fā)中的應(yīng)用方法，實(shí)現(xiàn)高度的解耦和靈活性work框架的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)理念，重點(diǎn)：掌握GameFramework等框架的原理、應(yīng)用方法、應(yīng)用場景。難點(diǎn)：GameFramework等框架的原理、應(yīng)用方法、應(yīng)用場景622、3合計(jì)48162.實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表3。表3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對應(yīng)的課程目標(biāo)1.2D游戲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：要求學(xué)習(xí)者能夠按照Unity3D引擎按照實(shí)驗(yàn)需求完成2D游戲場景搭建、游戲角色物理特征與游戲邏輯。81、3實(shí)驗(yàn)要求：重點(diǎn)注意在實(shí)現(xiàn)過程中的游戲邏輯的視線與游戲角色的場景設(shè)計(jì)。2.3D游戲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：要求學(xué)習(xí)者能夠按照Unity3D引擎按照實(shí)驗(yàn)需求完成3D游戲場景搭建、游戲角色物理特征與游戲邏輯、障礙物生成、動(dòng)畫設(shè)計(jì)等內(nèi)容81、2、3實(shí)驗(yàn)要求：重點(diǎn)注意在實(shí)現(xiàn)過程中的游戲邏輯的視線與游戲角色的場景設(shè)計(jì)。合計(jì)16五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、案例、視頻資源共享、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。學(xué)生比較全面地理解Unity3D引擎技術(shù)，促進(jìn)學(xué)生積極思考，開發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容，精講多練；安排習(xí)題課，鞏固課堂所學(xué)知識(shí)。六、課程資源1.推薦教材：（1）羅培羽.Unity3D網(wǎng)絡(luò)游戲?qū)崙?zhàn)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2018.12.2.參考書：（1）宣雨松.Unity3D游戲開發(fā)（第2版）[M].北京:人民郵電出版社.2018.（2）羅培羽.Unity3D網(wǎng)絡(luò)游戲?qū)崙?zhàn)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2018.（3）吳亞峰，于復(fù)興，索依娜.Unity3D游戲開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)教程[M].北京:人民郵電出版社.2016.3.期刊：（1）徐志剛胡常英.基于Unity3D的虛擬汽車試驗(yàn)場漫游系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展,2019,29(5):112-115（2）李東陽,程曉榮.一種基于unity3D的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)方案[J].中國科技信息,2018.（3）曾瀚磊,張妍,尹萍,等.基于Unity3D的年獸傳說游戲設(shè)計(jì)[J].2021.（4）張文啟.游戲引擎在游戲開發(fā)中的應(yīng)用分析[J].數(shù)碼世界,2020.（5）劉賢梅,劉俊,賈迪.Unity引擎下多人在線網(wǎng)絡(luò)游戲的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用,2020,29(5):7.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）Unity開發(fā)文檔/（2）Unity中文課堂/七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價(jià)細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表4。表4課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過過程性考核課學(xué)習(xí)態(tài)度10（1）主要考核學(xué)生學(xué)習(xí)紀(jì)律和答疑情況。（2）教師根據(jù)課堂整體表現(xiàn)情況評分。√√√442實(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告20（1）根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量單獨(dú)評分，滿分100分；（2）每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)評分，取各次實(shí)驗(yàn)成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以實(shí)驗(yàn)成績乘以其在總評成績中所占的比例計(jì)入課程總評成績?！獭獭?84作作業(yè)評價(jià)20（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)評價(jià)成績乘以其在總評成績中所占的比例計(jì)入課程總評成績?！獭獭?84期末考核50（1）采用原創(chuàng)作品大作業(yè)的方式。（2）將大作業(yè)的成績作為期末考核成績?！獭獭?02010合計(jì)：100分404020八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、作業(yè)評價(jià)、期末考核等方式對學(xué)生進(jìn)行考核評價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┐笞鳂I(yè)成績和過程性考核成績組成。其中：期末大作業(yè)成績?yōu)?00分（權(quán)重50%）；學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、作業(yè)評價(jià)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重50%）；過程性考核和期末考核分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表5。表5過程性考核方式評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60學(xué)習(xí)態(tài)度20學(xué)習(xí)認(rèn)真、態(tài)度端正，遵守紀(jì)律,表現(xiàn)優(yōu)秀。學(xué)習(xí)認(rèn)真、態(tài)度端正，遵守紀(jì)律,表現(xiàn)良好。遵守紀(jì)律，學(xué)習(xí)態(tài)度良好，表現(xiàn)中等。遵守紀(jì)律，學(xué)習(xí)態(tài)度一般，表現(xiàn)一般。學(xué)習(xí)紀(jì)律較差，表現(xiàn)較差。實(shí)驗(yàn)40實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)認(rèn)真，能夠熟練掌握方法與步驟，實(shí)驗(yàn)操作過程熟練、規(guī)范，遵規(guī)守紀(jì)、團(tuán)結(jié)協(xié)作，實(shí)驗(yàn)結(jié)