как написать код для игры в юнити

Введение в программирование C# на Unity

Несмотря на то, что встроенные компоненты Unity могут быть очень разносторонними, вскоре ты обнаружишь, что тебе нужно выйти за пределы их возможностей, чтобы реализовать свои собственные особенности геймплея. Unity позволяет тебе создавать свои компоненты, используя скрипты. Они позволяют активировать игровые события, изменять параметры компонентов, и отвечать на действия Игрока каким тебе угодно способом.

Unity поддерживает следующие языки программирования: C# и Javascript. Языки C# и Javascript считаются одними из самых популярных среди программистов. На C# пишутся программы для компьютера, веб приложения, а Javascript активно используется для создания интернет-страниц. В нашем случае:

Установка среды разработки

Чтобы писать скрипты, необходим редактор кода. В комплекте с Unity идет MonoDevelop, так что его не требуется устанавливать отдельно. Другой вариант — использовать Visual Studio — мы рекомендуем ее. Сменить среду разработки можно в настройках: Edit → Preferences, а затем выбери панель External Tools.

Вывод сообщения в консоль Unity

Когда ты напишешь свой первый код и добавишь его в Unity, Unity проверит код и, если в нем нет ошибок, произойдет компиляция.

Консоль (англ. — Console) – это панель в Unity, которая отображает ошибки в коде (отображаются красным значком), предупреждения (отображается желтым значком) и позволяет выводить справочную информацию (белый значок). По умолчанию эта панель отображается в нижней части программы в закладке Console. Если эта панель не отображается на экране, то в главном меню выбери Window → Console.

Консоль Unity

Чтобы создать скрипт выбери Assets → Create → C# Script. Имя скрипта должно быть обязательно на английском и начинаться с большой буквы. Открой созданный скрипт и напиши:

Скрипт не будет работать до тех пор, пока экземпляр скрипта не будет присоединен к игровому объекту. Ты можешь прикрепить скрипт перетащив его на игровой объект в окно Иерархия или через окно Инспектор выбранного игрового объекта.

Код, который должен вызываться один раз при старте программы, ты можешь написать внутри функции Start(), как в примере выше.

Код, который должен вызываться каждый кадр, ты можешь написать внутри функции Update().

Переменные

Если ты хочешь сохранить данные (количество жизней игрока, патронов или очков опыта), то для этого используются переменные. Переменные разделяются на типы, которых существует огромное множество.

Переменная — поименованная область памяти, адрес которой можно использовать для осуществления доступа к данным и изменять значение в ходе выполнения программы. Переменные хранят в себе информацию разного типа, эти данные называют значением переменной. Для каждого типа данных есть свой тип переменной. Например:

Инициализация переменной

Все переменные в C# должны быть объявлены (инициализированы) до их применения. Например:

Задать значение переменной можно, в частности, с помощью оператора присваивания — знак «=». Кроме того, при объявлении переменной можно сразу задать ее значение. Например:

Переменные численных типов можно складывать, вычитать, умножать и делить:

+ — операция сложения;

— — операция вычитания;

* — операция умножения;

/ — операция деления.

А вот так сумму чисел можно вывести в консоль:

Счетчик времени с помощью Time.deltaTime

Практически во всех играх требуется знать сколько времени прошло с момента запуска игры (пример: игры на время). Но в Unity мы можем узнать только сколько прошло времени между кадрами (напоминаю, что игра – это набор кадров, которые быстро меняются. В одну секунду количество таких кадров может достигать 60 и больше).

Чтобы узнать сколько времени прошло между кадрами — используется Time.deltaTime.

Чтобы сделать дробное число целым, ставим перед ним (int).

Позиция объекта

Координаты объекта хранятся в компоненте Transform, свойство — position. Каждая координата имеет тип float. Вот так можно выводить координаты объекта в консоль:

Источник

Разработка вашей первой игры с помощью Unity и C#

В статье рассматриваются:

Как архитектор ПО я создал много систем, занимался обратным инжинирингом вредоносного программного кода и, в целом, мог бы достаточно легко разобраться почти в любом коде. Однако, когда дело дошло до создания игр, я слегка растерялся, даже не зная, с чего начать. На заре эпохи Windows я немного программировал графику в неуправляемом коде — не могу сказать, что это доставило мне удовольствие. Я тогда начинал разработку на DirectX, но осознал, что, хотя он обладает колоссальными возможностями, мне пришлось бы писать слишком много кода для того, что я хотел сделать.

И вот однажды я решил поэкспериментировать с Unity — инфраструктурой, способной на удивительные вещи. Это первая из четырех статей, в которой я расскажу об основах и архитектуре Unity. Я покажу, как создавать двух- и трехмерные игры и, наконец, как вести разработку с ее применением на платформах Windows.

Что такое Unity

В Unity проделана потрясающая работа, благодаря которой обеспечивается кросс-платформенная поддержка.

Как видно на рис. 1, Unity обеспечивает кросс-платформенную поддержку, и вы можете сменить платформу буквально одним щелчком кнопки мыши, хотя, если честно, при этом все же требуется приложить определенные усилия, например обеспечить интеграцию с соответствующим платформе магазином для покупок из приложения.

Рис. 1. Платформы, поддерживаемые Unity

Вероятно, самая мощная часть Unity — это Unity Asset Store; пожалуй, лучшая электронная площадка для приобретения игровых ресурсов. Здесь вы найдете все необходимые компоненты для своих игр, такие как художественные решения, трехмерные модели, файлы анимаций для трехмерных моделей (см. контент Mixamo в магазине для более чем 10 000 движений), звуковые эффекты и полные треки, плагины (в том числе, инструментальный набор MultiPlatform, помогающий поддерживать несколько платформ), визуальные скриптовые системы вроде PlayMaker и Behave, продвинутые шейдеры, текстуры, эффекты на основе частиц и др. Интерфейс Unity полностью управляем скриптами и поддерживает интеграцию сторонних плагинов прямо в Unity GUI. Большинство профессиональных разработчиков игр (если не все) использует ряд пакетов из этого магазина ресурсов, и, если вы можете предложить нечто приличное, публикуйте его там.

Microsoft и Unity тесно сотрудничают, чтобы обеспечить полную поддержку для всего стека платформ Microsoft.

И чем Unity не является

Я сомневаюсь, что нужно описывать все, чем Unity не является. Однако Unity по умолчанию не является системой, в которой проектируют двухмерные ресурсы и трехмерные модели (кроме террейнов). Вы можете вставить группу зомби в сцену и управлять ими, но создать самих зомби с помощью инструментария Unity, предлагаемого по умолчанию, нельзя. В этом смысле Unity не является инструментом создания ресурсов, подобным Autodesk Maya, 3DSMax, Blender или даже Adobe Photoshop. Однако существует минимум один сторонний плагин (ProBuilder) для моделирования трехмерных компонентов прямо в среде Unity; также имеются плагины для построения двухмерных миров, например 2D Terrain Editor, позволяющий создавать двухмерные тайловые среды (2D tiled environments). И еще вы можете проектировать террейны в Unity, используя его Terrain Tools, чтобы создавать потрясающие ландшафты с деревьями, травой, горами и т. д. Поэтому я вновь в сомнении: стоит ли очерчивать границы возможностей Unity.

Какова роль Microsoft? Microsoft и Unity тесно сотрудничают, чтобы обеспечить полную поддержку для всего стека платформ Microsoft. Unity поддерживает автономные исполняемые Windows-файлы, приложения Windows Phone, Windows Store, Xbox 360 и Xbox One.

Приступаем к работе

Скачайте самую новую версию Unity и приобретите себе двухкнопочную мышь с нажимаемым колесиком прокрутки. Бесплатная и профессиональная версия скачиваются как единый пакет, который потом лицензируется соответствующим образом. Изучить различия между этими версиями можно на странице unity3d.com/unity/licenses. Editor, который является основным интерфейсом Unity, выполняется в Windows (включая Surface Pro), Linux и OS X.

Разработкой настоящей игры с помощью Unity мы займемся в следующей статье, а пока исследуем интерфейс Unity, структуру проектов и архитектуру.

Архитектура и компиляция

Вы редактируете свой код в Unity, дважды щелкнув файл кода в представлении проекта. Это действие по умолчанию открывает кросс-платформенный редактор Mono­Develop. При желании можно сконфигурировать в качестве редактора Visual Studio.

Отладка осуществляется с помощью MonoDevelop или с использованием стороннего плагина для Visual Studio — UnityVS. Использовать Visual Studio в качестве отладчика без UnityVS нельзя, потому что при отладке игры вы отлаживаете не Unity.exe, а виртуальную среду в Unity, применяя программный отладчик, который выдает команды и выполняет операции.

Для отладки запустите MonoDevelop из Unity. В MonoDevelop есть плагин, который открывает обратное соединение с отладчиком Unity и выдает ему команды после того, как вы выбираете Debug | Attach to Process in MonoDevelop. С помощью UnityVS вы устанавливаете обратное соединение с отладчиком Visual Studio вместо Unity.

При первом открытии Unity вы увидите диалог проекта, показанный на рис. 2.

Рис. 2. Project Wizard в Unity

Продолжая рассматривать интерфейс, я щелкну Create в диалоге с рис. 2, чтобы создать новый проект. Разметка окна Unity по умолчанию приведена на рис. 3.

Рис. 3. Окно Unity по умолчанию

Важно упомянуть о вкладке Game рядом с вкладкой Scene. Она становится активной, когда вы щелкаете Play и ваша игра начинает выполняться в этом окне. Это называется режимом игры (play mode) и создает вам игровую площадку для тестирования вашей игры; можно даже «на лету» вносить изменения в игру, переключаясь обратно на вкладку Scene. Но будьте осторожны. Пока подсвечивается кнопка Play, вы находитесь в режиме игры, и, если вы покидаете его, любые изменения, внесенные в режиме игры, будут потеряны. Я, как и почти все разработчики на Unity, с кем мне доводилось разговаривать, именно так теряли проделанную работу, поэтому советую сменить цвет Editor на такой, по которому было бы очевидно, когда вы находитесь в режиме игры. Это можно сделать через Edit | Preferences | Colors | Playmode tint.

Все, что выполняется в вашей игре, существует в сцене.

О сценах

Все, что выполняется в вашей игре, существует в сцене. Когда вы упаковываете игру для какой-то платформы, конечный продукт представляет собой одну или более сцен плюс любой добавленный вами код, специфичный для конкретной платформы. Количество сцен в проекте не ограниченно. Сцену можно рассматривать как уровень в игре, хотя в одном файле сцены может быть несколько уровней — достаточно перемещать игрока (камеру) в другие позиции сцены. Скачивая сторонние пакеты или даже примеры игр из магазина ресурсов, вы обычно должны найти файлы сцен, чтобы открыть их в своем проекте. Файл сцены содержит всевозможные метаданные о ресурсах, используемых в проекте для текущей сцены и ее свойств. Важно почаще сохранять сцену при разработке нажатием клавиш Ctrl+S, как и в любом другом инструментарии.

Как правило, Unity открывает последнюю сцену, с которой вы работали, хотя иногда, когда Unity открывает проект, создается новая пустая сцена, и вам придется искать сцену в Project Explorer. Новичков это сбивает с толку, но важно помнить об этом, если вы вдруг открыли свой последний проект и не можете понять, куда подевалась вся ваша работа! Расслабьтесь, вы найдете искомое в файле сцены, который вы сохранили в своем проекте. Вы можете искать все сцены в проекте, щелкнув значок, показанный на рис. 4, и выбрав в списке Scene.

Рис. 4. Фильтрация сцен в проекте

В сцене вы ничего не увидите без камеры и ничего не услышите без компонента Audio Listener, подключенного к какому-либо GameObject. Но заметьте, что в любой новой сцене Unity всегда создает камеру с подключенным к ней компонентом Audio Listener.

Структура проекта и импорт ресурсов

Проекты Unity не похожи на проекты Visual Studio. Вы не открываете файл проекта или даже решения, потому что таких файлов нет. Вы указываете Unity структуру папок и открываете папку как проект. Проекты содержат папки Assets, Library, ProjectSettings и Temp, но в интерфейсе появляется только папка Assets, что можно было заметить на рис. 4.

Папка Assets содержит все ваши ресурсы: художественную графику, код, звуки; любой отдельный файл, добавляемый в проект, попадает именно в эту папку. Она всегда является папкой верхнего уровня в Unity Editor. Учтите, что изменения следует вносить только через интерфейс Unity, — никогда не пытайтесь делать это через файловую систему.

Папка Library — это локальный кеш для импортированных ресурсов; она содержит все метаданные для ресурсов. В папке ProjectSettings хранятся настройки, заданные вами в Edit | Project Settings. Папка Temp используется для временных файлов, создаваемых Mono и Unity в процессе сборки проекта.

Я хочу еще раз подчеркнуть важность внесения изменений только через интерфейс Unity — не делайте этого напрямую через файловую систему. Это относится даже к простым операциям копирования и вставки. Unity отслеживает метаданные для ваших объектов через редактор, поэтому используйте редактор для любых правок (кроме нескольких редких случаев). Однако вы можете перетаскивать объекты из файловой системы в Unity — такой вариант работает нормально.

Крайне важный GameObject

Рис. 5. Класс GameObject в Unity

GameObject довольно прост, так как он относится к окну Inspector. На рис. 6 видно, что к сцене был добавлен пустой GameObject; обратите внимание на его свойства в Inspector. У GameObject по умолчанию нет визуальных свойств, если не считать того, что при выделении этого объекта появляется виджет Unity. На этом этапе это фактически пустой объект.

Рис. 6. Простой GameObject

GameObject имеет свойства Name, Tag (аналог тега text, присваиваемого через FrameworkElement.Tag в XAML или тегу в Windows Forms), Layer и Transform (пожалуй, это свойство самое важное).

Свойство Transform определяет позицию, поворот и масштаб любого GameObject. Unity использует левостороннюю систему координат, в которой координаты на экране компьютера рассматриваются как X (по горизонтали), Y (по вертикали) и Z (глубина, т. е. входящие или исходящие из экрана).

В разработке игр весьма распространено использование векторов, о которых я подробнее расскажу в следующих статьях. А пока достаточно сказать, что Transform.Position и Transform.Scale являются объектами Vector3. Vector3 — это трехмерный вектор; иначе говоря, в нем не более трех точек: только X, Y и Z. Манипулируя этими тремя простыми значениями, вы можете задавать местонахождение объекта и даже перемещать его в направлении вектора.

Свойство Transform определяет позицию, поворот и масштаб любого GameObject.

Компоненты

Вы добавляете функциональность к объектам GameObject добавлением компонентов (объектов Component). Все, что вы добавляете, — это Component, и все они показываются в окне Inspector. Существуют компоненты MeshRender и SpriteRender, компоненты для звука и функционала камеры, компоненты, относящиеся к физике (коллайдеры [colliders] и твердые тела [rigidbodies]), системы частиц, системы поиска пути, сторонние пользовательские компоненты и др. Чтобы назначить код какому-то объекту вы используете скриптовый Component. Компоненты — это как раз то, что оживляет ваши GameObject добавлением функциональности подобно шаблону Decorator в разработке ПО, только их возможности гораздо интереснее.

Я присвою кое-какой код новому GameObject, в данном случае простому кубу, который можно создать через GameObject | Create Other | Cube. Я переименовал куб в Enemy, а затем создал еще один куб. Как видно на рис. 7, я сместил один куб на –15 единиц от другого, что можно сделать с помощью инструмента Move на панели инструментов или нажатием клавиши W после выделения объекта.

Рис. 7. Текущий проект с двумя кубами

Код — простой класс, который находит игрока и перемещает к нему своего владельца. Обычно операции перемещения осуществляются одним из двух способов: либо вы перемещаете объект в новую позицию на каждом кадре, изменяя его свойство Transform.Position, либо вы применяете к нему физический толчок, а в остальном полагаетесь на Unity.

Покадровые операции требуют несколько иного образа мышления, чем просто «переместить в эту точку». Для этого примера я намерен немного смещать объект на каждом кадре, чтобы иметь точный контроль над тем, куда он движется. Если вас не прельщает перспектива работы с каждым кадром, существуют библиотеки, выполняющие покадровые перемещения всего одним вызовом функции, например бесплатная библиотека iTween.

Первым делом я щелкаю правой кнопкой мыши в окне Project, чтобы создать новый скрипт на C# с именем EnemyAI. Для назначения этого скрипта объекту я просто перетаскиваю файл скрипта из представления проекта на объект в представлении Scene или Hierarchy, и этот код связывается с объектом. Остальное берет на себя Unity. Вот так просто.

На рис. 8 показан куб Enemy с назначенным ему скриптом.

Рис. 8. Enemy со связанным скриптом

Взгляните на код на рис. 9 и обратите внимание на открытую переменную. Если вы смотрите на код в Editor, то заметите, что моя открытая переменная появляется с параметром для переопределения значений по умолчанию в период выполнения. Это очень удобно. Вы можете менять значения по умолчанию в GUI для элементарных типов, а также можете предоставлять открытые переменные (но не свойства) многих других объектных типов. Если я перетаскиваю этот код на другой GameObject, создается совершенно отдельный экземпляр этого компонента кода. Это базовый пример, и его можно расширить, добавив, скажем, компонент RigidBody к этому объекту, но я не стану усложнять пример.

Рис. 9. Скрипт EnemyAI

В коде я могу получить ссылку на любой компонент, предоставляемый в редакторе. Кроме того, можно назначать скрипты для GameObject, каждый со своими методами Start и Update (и многими другими методами). Предполагая, что компоненту скрипта, содержащему этот код, требуется ссылка на класс EnemyAI (компонент), я могу просто запросить этот компонент:

После изменения кода в MonoDevelop или в своем любимом редакторе кода и последующего возврата в Unity вы обычно наблюдаете небольшую задержку. Это связано с тем, что Unity выполняет фоновую компиляцию вашего кода. Редактор кода (но не отладчик) можно сменить через Edit | Preferences | External Tools | External Script Editor. Любые проблемы при компиляции в самой нижней строке состояния на экране Unity Editor, так что посматривайте туда. Если вы попытаетесь запустить игру с ошибками в коде, Unity этого не позволит.

Написание кода

В предыдущем примере кода два метода: Start и Update; класс EnemyHealth наследует от базового класса MonoBehavior, что позволяет просто назначить этот класс объекту GameObject. В этом базовом классе богатая функциональность, и, как правило, вы чаще всего будете использовать несколько методов и свойств. Основными методами являются те, которые Unity будет вызывать, если они присутствуют в вашем классе. Таких методов немало — подробности см. по ссылке bit.ly/1jeA3UM. Несмотря на множество методов вы, как правило, используете лишь некоторые из них. Ниже перечислены наиболее распространенные методы, подлежащие реализации в ваших классах, производных от MonoBehavior.

Awake Этот метод вызывается один раз для каждого объекта при его первой инициализации. Другие компоненты могут быть еще не инициализированы, поэтому этот метод обычно используется для инициализации текущего GameObject. Для инициализации производного от MonoBehavior класса следует всегда использовать этот метод, а не его конструктор. И не пытайтесь запрашивать здесь другие объекты сцены, так как они могут быть еще не инициализированы.

Start Этот метод вызывается на первом кадре жизненного цикла объекта, но перед любыми методами Update. Он может показаться очень похожим на Awake, но в случае Start уже известно, что другие объекты инициализированы через Awake и существуют в вашей сцене, поэтому вы можете запрашивать другие объекты, например:

Update Этот метод вызывается в каждом кадре. И насколько же это часто, спросите вы? Ну, это полностью зависит от скорости вычислений. Поскольку нагрузка на вашу систему постоянно меняется при рендеринге разных вещей, каждую секунду частота кадров варьируется. Вы можете щелкнуть кнопку Stats на вкладке Game при переключении в игровой режим, чтобы видеть текущую частоту кадров (рис. 10).

Рис. 10. Получение статистики

FixedUpdate Этот метод вызывается фиксированное число раз в секунду независимо от частоты кадров. Поскольку Update вызывается варьируемое число раз в секунду и не синхронизируется с движком физики, обычно лучше всего использовать FixedUpdate, когда к объекту нужно приложить силу или какие-то другие действия, относящиеся к физике. По умолчанию FixedUpdate вызывается каждые 0,02 секунды, а значит, Unity выполняет вычисления физики каждые 0,02 секунды (этот интервал называется Fixed Timestep и может регулироваться разработчиком) — опять же независимо от частоты кадров.

Проекты кода, генерируемые Unity

Как только в вашем проекте появляется код, Unity создает один или более файлов проектов в вашей корневой папке (которая невидима в интерфейсе Unity). Это не двоичные файлы движка Unity, а проекты для Visual Studio или MonoDevelop, в которых вы будете редактировать и компилировать свой код. Unity может создавать очень много отдельных проектов, как показано на рис. 11, но каждый из них выполняет важную роль.

Рис. 11. Проекты, создаваемые Unity

Если ваш проект Unity прост, вы увидите не все из этих файлов. Они создаются, только когда у вас есть код, помещаемый в различные специальные папки. Проекты, показанные на рис. 11, делятся всего на три типа:

Для каждого из этих проектов имеется проект-дубликат, созданный с добавлением «-vs» в его имя, например Assembly-CSharp-vs.csproj. Эти проекты используются, если вашим редактором кода является Visual Studio, и их можно добавлять в ваш проект, экспортированный из Unity, для отладки на специфической платформе в решении Visual Studio.

Прочие проекты служат той же цели, но «CSharp» заменяется «UnityScript». Это просто JavaScript-версии проектов (UnityScript), которые будут присутствовать, если вы используете JavaScript в своей Unity-игре и если у вас есть скрипты в папках, которые инициируют создание этих проектов.

Теперь, когда вы увидели, какие проекты создаются, я исследую папки, инициирующие создание этих проектов, и покажу, каково их предназначение. Путь к каждой папке относителен корневой папке /Assets в представлении вашего проекта. Assets всегда является корневой папкой и содержит все файлы ресурсов. Например, Standard Assets — это на самом деле /Assets/Standard Assets. Процесс компиляции ваших скриптов выполняется в четыре этапа и генерирует сборки (assemblies). Объекты, скомпилированные на этапе 1, не видят объекты, компилируемые на этапе 2, так как на этот момент они еще не скомпилированы. Это важно понимать, когда вы смешиваете UnityScript и C# в одном проекте. Если вам нужно ссылаться на C#-класс из UnityScript, вы должны убедиться, что он компилируется на более раннем этапе.

Этап 1 охватывает скрипты периода выполнения в папках Standard Assets, Pro Standard Assets и Plug-ins, которые находятся в папке /Assets. На этом этапе создается проект Assembly-CSharp-firstpass.csproj.

Скрипты этапа 2 находятся в папках Standard Assets/Editor, Pro Standard Assets/Editor и Plug-ins/Editor. Последняя папка предназначена для скриптов, которые взаимодействуют с Unity Editor API для использования функциональности этапа разработки (считайте это аналогом плагина Visual Studio, расширяющего ее GUI, только выполняемого в Unity Editor). На этом этапе создается проект Assembly-CSharp-Editor-firstpass.csproj.

Этап 3 охватывает прочие скрипты вне папки Editor. На этом этапе создается проект Assembly-CSharp-Editor.csproj.

Этап 4 охватывает все остальные скрипты (находящиеся внутри любой другой папки Editor, например /Assets/Editor или /Assets/Foo/Editor). На этом этапе создается проект Assembly-CSharp.csproj.

Табл. 1. Компиляторы

Разработка игры в Unity — процесс довольно прямолинейный.

Заключение

Адам Тьюлипер (Adam Tuliper) — старший идеолог по технологиям в Microsoft; живет в солнечной Южной Калифорнии. Разработчик инди-игр, один из администраторов Orange County Unity Meetup и автор на pluralsight.com. Скоро в его семье появится третий ребенок, так что связывайтесь с ним, пока у него еще есть свободные минуты, по адресу adamt@microsoft.com или через twitter.com/AdamTuliper.

Выражаю благодарность за рецензирование статьи экспертам Мэтту Ньюмену (Matt Newman) из Subscience Studios, Хайме Родригесу (Jaime Rodriguez) из Microsoft и Тоутвидасу Цилису (Tautvydas Žilys) из Unity.

Источник