基于unity 3D 的咕哒咕哒游戏的设计与实现计算机专业.docx

基于unity 3D 的咕哒咕哒游戏的设计与实现 摘 要 ：随着我国移动互联技术的快速发展, 移动平台已成为最受欢迎的游戏开发平台。随着智能硬件设备性能的不断提高, 随着智能硬件设备性能的不断提高, 移动平台正成为继 PC 和主机之后的第三个主要游戏平台, 并随着趋势的不断增加而发展。本文设计并实现了一种基于 Unity-3d 的三维格特蜂鸣声射击游戏。主要工作包括以下几个方面: 首先, 对三维古特比射击游戏进行了需求分析, 主题分为 UI 系统、作战系统、成就系统和商场系统四个部分。其中, UI 系统主要处理人机交互和场景切换。通过异步积累和异步加载, 实现了二维场景和三维场景的快速场景切换和叠加显示。战斗系统主要包括技能系统和 NPC 智能控制。在技能系统中, 具有特殊效果的普通贝壳和贝壳被认为是不同的技能。技能的释放和随后对敌人伤害的解决是通过技能释放器完成的。其次, 利用边界球体和定向边界箱技术, 结合 OBB 算法, 完成了三维虚拟环境中刚性物体之间的碰撞检测。检测到碰撞后, 采用射线与凸体相交的方法计算凸体之间的第一碰撞位置, 并及时做出碰撞响应。同时, 采用基于导航网格的 * 算法寻找最优路径, 将 NPC 从起点移到目的地, 实现了 NPC 的智能路径查找。然后, 我们设计并实现了一个适合格朗特战争游戏的感知系统和有限状态机。传感系统利用环绕球体和碰撞检测技术设计传感器、感应系统和触发器。传感器感知外部信息, 触发器发出自己的信息, 感应系统负责传感器和触发器之间的交叉过程。传感器可以感知不同的信息, 从而形成不同的输入条件。在这些条件由状态机处理后, NPC 可以在有限的不同状态之间切换。许多 Npc 通过基于模糊逻辑设计的控制系统进行不同的行为操作。 关键词： Unity3D；碰撞检测；有限状态机；感知系统 目 录 第 一 章 绪论 3 1.1 论文的研究背景和意义 3 1.2 国内外研究现状及发展趋势 3 1.2.1 国外研究现状 4 1.2.2 国内研究现状 4 1.3. 研究内容 5 第 二 章 游戏引擎及相关技术概述 6 2.1 主流游戏开发引擎 6 2.1.1 Unity3D 游戏引擎 6 2.1.2 Unreal Engine 4 游戏引擎 8 2.1.3 Cry Engine 3 游戏引擎 8 2.2 相关技术概述 8 第 三 章 咕哒咕哒战争游戏的设计与实现 10 3.1 咕哒咕哒战争游戏开发计划及功能设计 10 3.1.1 游戏开发计划 10 3.1.2 功能设计 10 3.2 咕哒咕哒战争游戏场景的设计与实现 11 3.2.1 2D 场景的设计与实现 11 3.2.2 3D 场景的设计与实现 12 3.3 核心系统的设计与实现 12 3.4 咕哒咕哒战争游戏数据库的设计与实现 15 第四章 结论 16 致 谢 16 参考文献 17 第 一 章 绪论 1.1 论文的研究背景和意义 从 1 9 9 8年吃蛇的人到现在国王的辉煌, 手机游戏已经发展了近 2 0年。蛇吃是诺基亚手机上发布的首款手机游戏。虽然它只包含黑白2d 游戏像素图形, 但它拥有超过3.5亿玩家。手机游戏从此开始发展, 但由于当时手机性能不佳, 手机游戏都是2D 游戏。例如, 俄罗斯方块在 2000年, 点击革命在2007年和愤怒的小鸟在2009年。随着 2010年 i Phone 4 的发布, 手机已经从第九宫键盘移动到触摸屏模式。手机的操作方式发生了变化。这不仅仅是关于顶部和底部的问题。就像2011年的坦普尔跑, 它已经是一个3d 手机游戏 [2-3]。此后, 手机游戏进入了快速发展的黄金时期。虽然手机游戏发展了很短的时间, 但发展非常快。到目前为止, 他们已经形成了一个以角色扮演、体育、战略、动作、拼图、国际象棋和纸牌为主体的强大产业。丰富的手机游戏吸引了成千上万的玩家。各大游戏厂商都瞄准市场, 大力发展手机游戏。手机游戏的发展到今天基本上已经有了与 p c 竞争的阶段。首先, 目前的应用程序有一个统一的平台, 为开发人员提供了统一可靠的基础。此外, 开发人员还可以获得开发社区的支持, 并有专门的支付渠道和展示空间来发布他们的伟大想法。最后但并非最不重要的是, 今天的智能手机提供了一个全面的 API 接口, 高性能处理器为手机游戏扫清了最后的障碍。 1.2 国内外研究现状及发展趋势 虽然游戏产业在国外首先被开发了, 国内游戏产业也迅速地发展 [4]。与影视娱乐行业相比, 游戏产业的年产值一直走在前列。截至 2016年12月, 中国移动互联网用户规模达到 5.23亿, 市场规模达到783.2亿元。增长率继续放缓 [5]。在现代快节奏、高压的社会里, 手机已经成为人们不可或缺的东西。手机游戏以其有趣的广域无线网络在线互动, 在现实生活中遇到了一些希望和精神享受和释放。因为游戏行业的发展红利太大, 所以有很多游戏公司都在开发各种类型的游戏。。 1.2.1 国外研究现状 目前, Uny-3d 游戏引擎在国内外游戏领域引起了广泛关注。Uny-3d 游戏引擎的游戏设计能力非常强 [6], 图片效果不逊于旧的游戏引擎, 如幻象引擎和 CE3。此外, 它还具有特别强大的功能, 即跨平台功能 [7-9]。它不仅可以在 Android、I OS 和 PC 上运行, 还可以与 XBOX360 和 PS3 无缝共存。此外, Unity-3d 发动机推出的粒子系统非常有用 [10-12], 可以达到许多良好的效果。德国 bigpoint 游戏先后推出了龙松 OL、太空堡垒: 卡拉狄加和海战英雄与 Unity-3d 引擎。市场反应非常好。它在2016年被优豆网络收购。新的多塔防御游戏普林世界, 由俄罗斯的尼瓦尔开发, 也是基于 Unity-3d 引擎。有一家公司在欧洲和美国使用 Unity 3D 游戏引擎开发3D 神奇的 MMORPG 在线游戏, 这也吸引了很多关注。。 1.2.2 国内研究现状 中国游戏的全面发展始于 2 0 1 3年。虽然国外还没有提前开始, 但经过一年的快速发展, 到 2 0 1 4年国内手机游戏市场就有多种类型的手机游戏。手机游戏行业的收入规模非常大。2016年, 全球手机游戏市场的收入规模达到369亿美元。随着科学技术的发展, 特别是智能手机的更新和更换, 手机游戏的发展提供了强有力的支持。此外, 由于快节奏社会造成的萧条和猝死, 政府鼓励人们努力工作, 注意休息, 放松身体, 调整情绪, 但他们必须拒绝涉及黄色和暴力的糟糕游戏。经过近4年的发展, 手机游戏在中国已经形成了一定的规模,游戏玩家的数量和游戏市场正在逐步扩大。2 0 1 7年, 手机游戏的发展达到了一个小瓶颈, 但保持了强劲的发展势头, 目前仍在不断发展。近年来, 各大网络供应商和媒体都在推动和发展手机游戏来分享市场。也有许多游戏在中国开发使用 Uny-3d 引擎。比如, 灵魂将军, 天龙巴布和特别流行的 "王者荣耀" 在这两年。虽然国内外已经开发了许多优秀的手机游戏, 但像 Fps 这样的游戏并不多, 尤其是格朗特这样的游戏, 而且很少有高质量的游戏。较好的有顾大莲、3 d 古达达达潮霸权主义2、古达达射击等。 1.3. 研究内容 本主题是一个基于 Unity-3d 的战争游戏。主要研究内容如下:本课题的场景显示和损伤沉降有许多2D 和3D 场景。针对多场景快速切换和2D 和3D 场景叠加显示的问题, 通过设计基于 ngi 的 UI 框架和异步累积, 实现了场景的快速切换以及2D 和3D 场景的叠加显示。异步加载。。针对许多种类的古达炮弹和不同损伤的问题, 通过设计技能系统, 实现了弹壳的选择和损伤的沉降。针对刚性物体之间的碰撞检测和三维虚拟环境中第一次碰撞的位置, 利用边界球体和定向边界箱技术实现了碰撞检测算法结合 GJK 算法和 OBB 算法。检测到碰撞后, 采用射线与凸体相交的方法计算凸体之间的第一碰撞位置, 并及时做出碰撞响应。路径查找算法采用基于导航网格的 A * 算法求出最优路径, 并将 NPC 从起点移动到目的地, 从而实现 NPC 的智能路径查找。NPC 的智能操作是针对 NPC 的智能自动控制, 设计并实现了适用于格朗特战争游戏的有限状态机和感知系统。传感系统利用环绕球体和碰撞检测技术设计传感器、感应系统和触发器。传感器可以感知不同的信息, 从而形成不同的输入条件。在 FSM 处理这些条件后, NPC 可以在有限数量的不同状态之间切换。基于模糊逻辑和粒子群优化算法设计和实现的控制系统, 多个 Npc 通过不同的行为进行操作。游戏性能优化的目的是优化游戏的性能。遮挡提取技术用于消除被其他对象遮挡但对当前摄像机不可见的对象, 从而减少渲染量并减少 "绘制调用"。同时, LOD 算法分层简化了场景的曲面细节, 降低了场景的几何复杂度, 提高了渲染算法的效率。此外, 还采用批处理、地图集和对象池来提高游戏帧速率。 第 二 章 游戏引擎及相关技术概述 2.1 主流游戏开发引擎 游戏引擎是一些可编辑的电脑游戏系统或一些交互式实时图像应用的核心组成部分。这些系统为游戏设计人员提供了编写游戏所需的各种工具。这些系统的目的是使游戏设计师能够轻松、快速地制作游戏程序, 而无需从零开始目前, 主流游戏引擎包括 Unity-3d, 幻想引擎和咖喱引擎3游戏引擎 [17-18]。 2.1.1 Unity3D 游戏引擎 Uny-3d 游戏引擎是一个非常全面的游戏引擎 [19]。它的界面简单而强大。它可以轻松地创建2D 游戏、3D 游戏、3D 可视化架构和实时3D 动画。所见即所得的方法极大地方便了场景设计师。此外, Unity 3D 引擎的跨平台功能也是一大亮点。经过几年的发展, 有许多基于 Unity 3D 游戏引擎的插件[20]。例如, 2D 工具包2D 开发组件、功能强大的 UI 系统框架 NUI 和基于触摸屏、鼠标和摇杆的轻松触控。Unity 3D 引擎不仅是一个3D 渲染引擎或3D 场景编辑器, 而且是一套跨平台的游戏开发解决方案。其强大的图形界面可以完成一个巨大而复杂的基本功能框架的实现, 使艺术开发人员能够专注于游戏场景的设计和实现, 大大提高了游戏开发的速度和游戏图片的质量。Unity 3D 游戏引擎的主要优点如下: Unity 3D 引擎的跨平台功能是指由 Unity 3D 引擎编辑的游戏可以分布在大多数平台上, 如 Android、I Phone、PS3、Xbox 360、Mac、Windows 等。它还支持网页浏览。Unity-3d 发动机的物理仿真系统 unity 3D 的物理引擎使用第三方的物理引擎 Nvidiaphysx。整合后, 现实世界中的大部分物理效果都可以实现。例如, 编辑器可以添加多维数据集、球体、圆柱体和地形模型的物理效果, 以将方向边界框、地球和地形边界框括起来, 然后设置所需的物理属性。这些简单的物理模型的物理效果相对容易。然而, 如果复杂模型的物理效果有些复杂, 就有必要设计一组模型, 分别实现其物理效果。此外, Unity 3D 还支持非刚性体 (如流体) 的物理特性。物理引擎使用对象属性来模拟刚体行为, 这不仅可以获得更逼真的结果, 而且开发人员比编写行为脚本更容易掌握。良好的物理发动机允许复杂的机械设备, 如球体、接头、车轮、气缸或铰链。 在 Unity 3D 场景中, 如果希望对象具有物理效果, 则需要向对象添加刚体组件, 因为默认情况下, 新创建的对象没有物理效果。在物体上添加刚体可以使物体具有质量、边界和摩擦等物理性质, 并能更真实地模拟物体的行为。功能强大的性能分析工具, 强大的性能分析工具, 可以轻松发现内存和 CPU 瓶颈。支持 And