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Unity
腳本概覽
腳本編寫并不困難，但是如果直接從細(xì)節(jié)開始講起，會(huì)讓
讀者難以看到腳本編程的全貌。因此本章不急于闡述腳本編寫
的細(xì)節(jié)，只介紹簡單的修改物體位置、處理用戶輸入和檢測碰
撞的方法，讓讀者用最簡單的方式做出第一個(gè)
3D
滾球跑酷游
戲，體會(huì)腳本編程的思路和整體方法。
1.1 控制物體的運(yùn)動(dòng)
僅通過控制物體的位置，就能做出好玩的小游戲。本節(jié)將
詳細(xì)講解創(chuàng)建腳本、改變物體位置和處理用戶輸入等基本操
作，并對(duì)容易產(chǎn)生誤解的地方做出提示。
1.1.1 新建腳本
首先在場景中新建一個(gè)球體，接著新建腳本并掛載到該球
體上。
新建腳本有兩種方法。第一種方法是在
Project
（工程）窗
口的某個(gè)文件夾中，如在
Assets
（資源根目錄）中單擊鼠標(biāo)右
鍵，選擇
Create→C# Script
選項(xiàng)，如圖
1-1
所示。這時(shí)
Unity
會(huì)在
該文件夾下建立一個(gè)擴(kuò)展名為
.cs
的腳本文件（擴(kuò)展名在
Unity
編
輯器中是隱藏的），并立即讓用戶為其指定一個(gè)名稱，默認(rèn)為
NewScript
。
第二種方法是選中球體，在
Inspector
（檢視）窗口中單擊
Add Component
（添加組件）按鈕，在菜單中選擇
New script
（新建腳本）選項(xiàng)，再輸入文件名，最后單擊
Create and Add
（創(chuàng)建并添加）按鈕，則會(huì)在
Assets
下新建指定名稱的腳本文
件，如圖
1-2
所示。
如果采用第一種方法，那么創(chuàng)建的腳本文件就還未掛載到
球體上。如果采用第二種方法，則在創(chuàng)建完成的同時(shí)腳本文件
也掛載完成了。
將腳本文件掛載到球體上也有兩種方法：一是拖曳
Project
窗口中的腳本文件到場景中的球體上，二是拖曳
Project
窗口中
的腳本文件到
Inspector
窗口里所有項(xiàng)目的后面。推薦使用第二
種方法，因?yàn)樗鼮橹庇^。
將腳本文件拖曳到
Inspector
窗口時(shí)會(huì)出現(xiàn)一條藍(lán)色標(biāo)記
線，代表插入的位置，如圖
1-3
所示。一般來說腳本組件的順序
不是很重要，可以插入到任意兩個(gè)組件之間或者最后。
當(dāng)不小心掛載了多個(gè)同樣的腳本組件時(shí)，在組件名稱上單
擊鼠標(biāo)右鍵，并選擇
Remove Component
（刪除組件）選項(xiàng)即可
刪除多余的組件，如圖
1-4
所示
小提示創(chuàng)建腳本組件的注意事項(xiàng)Unity 規(guī)定，能夠掛載到物體上的腳本文件必須是 “ 腳本組件 ” （另有一種不是組件的腳本文件），腳本組件要繼承自 MonoBehaviour ，且腳本代碼中的 class 名稱必須與文件名一致。一般腳本創(chuàng)建時(shí)會(huì)自動(dòng)生成這部分內(nèi)容，但是如果修改了腳本文件名，那么在掛載時(shí)就會(huì)報(bào)錯(cuò)。這時(shí)就必須修改文件名或 class 名稱，讓它們一致，這樣才能正確掛載。 Unity 支持一個(gè)物體掛載多個(gè)同樣的腳本組件，但一般來說只需要一個(gè)。如果由于操作失誤掛載了多個(gè)腳本組件，就要?jiǎng)h除多余的，這也是建議把腳本文件拖曳到 Inspector 窗口內(nèi)的原因，這樣易于確認(rèn)是否掛載了多個(gè)腳本組件。
1.1.2 Start和Update事件
雙擊腳本文件，或者在腳本組件上單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇
Edit Script
（編輯腳本），就可以打開腳本文件進(jìn)行編輯。本書
建議使用
Visual Studio 2017
或
Visual Studio 2019
作為代碼編輯
器。在初次安裝
Unity
時(shí)會(huì)默認(rèn)安裝
Visual Studio
社區(qū)版，該版
本可免費(fèi)使用。
打開腳本文件，可以看到如下內(nèi)容。
using UnityEngine;
public class Ball : MonoBehaviour
{
// Use this for initialization
void Start()
{
}
// Update is called once per frame
void Update()
{
}
}
這個(gè)腳本文件名為
Ball
，引用了
UnityEngine
這個(gè)命名空
間，組件類型為
Ball
，繼承了
MonoBehaviour
，這些都是自動(dòng)生
成的部分。這里需要關(guān)注的是其中的
Start()
函數(shù)和
Update()
函
數(shù)。
Start()
函數(shù)在游戲開始運(yùn)行的時(shí)候執(zhí)行一次，特別適合進(jìn)行
組件初始化。而
Update()
函數(shù)每幀都會(huì)執(zhí)行，在不同設(shè)備上更新
的頻率有所區(qū)別，特別是當(dāng)系統(tǒng)硬件資源不足時(shí)，幀率就會(huì)降
低，因此
Update()
函數(shù)實(shí)際執(zhí)行的頻率是變化的。
Start
和
Update
又被稱為
“
事件
”
，因?yàn)樗鼈兎謩e是在
“
該組件
開始運(yùn)行
”
和
“
更新該組件
”
這兩個(gè)事件發(fā)生時(shí)被調(diào)用的。第
2
章
會(huì)詳細(xì)講解腳本組件的各種事件函數(shù)。
這里介紹一個(gè)非常常用的方法：
Debug.Log()
用于向
Console
（控制臺(tái)）窗口輸出一串信息。下面改動(dòng)腳本，加上兩句輸出
信息的代碼。
using UnityEngine;
public class Ball : MonoBehaviour
{
// Use this for initialization
void Start()
{
Debug.Log("組件執(zhí)行開始函數(shù)！");
}
// Update is called once per frame
void Update()
{
Debug.Log("當(dāng)前游戲進(jìn)行時(shí)間：" + Time.time);
}
}
運(yùn)行游戲，找到
Console
窗口，如果沒有打開，則選擇主菜
單中的
Window→General→Console
選項(xiàng)打開，如圖
1-5
所示。
執(zhí)行游戲，
Console
窗口內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量信息，如圖
1-6
所示。
暫停游戲，查看
Console
窗口中的信息，發(fā)現(xiàn)開始函數(shù)只執(zhí)
行了一次，后面所有的
“
當(dāng)前游戲進(jìn)行時(shí)間：秒數(shù)
”
都是
Update()
函數(shù)被調(diào)用時(shí)輸出的。如果仔細(xì)觀察，可以發(fā)現(xiàn)時(shí)間的流逝不
太穩(wěn)定，特別是在游戲剛啟動(dòng)的時(shí)候偏差較大。
Debug.Log()
函數(shù)是寫代碼、查
bug
的好幫手，越是編程高
手，越是使用得多。
Debug.Log()
函數(shù)也是最簡單、最可靠的一
種調(diào)試手段，未來還會(huì)反復(fù)使用這個(gè)方法，建議從現(xiàn)在開始就
多多應(yīng)用它。
1.1.3 修改物體位置
在
Unity
里修改物體位置，實(shí)際上就是修改
Transform
（變
換）組件的數(shù)據(jù)。在
Inspector
窗口里可以方便地查看和修改
Transform
組件的位置（
Position
）、旋轉(zhuǎn)（
Rotation
）和縮放
（
Scale
）參數(shù)，如圖
1-7
所示。
在界面中可以修改的參數(shù)在腳本中也能修改，而在腳本中
可以修改的參數(shù)就不一定會(huì)在界面上出現(xiàn)了，因?yàn)槟_本的功能
比界面上展示的功能要多得多。
修改
Transform
組件中的
Position
有兩種常用方法。一種是使
用
Translate()
函數(shù)。
// 物體將沿著自身的右側(cè)方向(X軸正方向也稱為向右)前進(jìn)1.5個(gè)單位
transform.Translate(1.5f, 0, 0);
另一種是直接指定新的位置。如果在游戲一開始就把物體
放在（
1, 2.5, 3
）的位置，則只需要修改
Start()
函數(shù)。
void Start () {
transform.position = new Vector3(1, 2.5f, 3);
}
這里可能有兩個(gè)讓人覺得奇怪的地方：
“2.5”
要寫作
“2.5f”
，
設(shè)置位置時(shí)要用
new Vector3(x, y, z)
這種寫法。
這些主要源于
C#
語法的規(guī)定。直接寫
2.5
會(huì)被認(rèn)為是一個(gè)
double
類型的數(shù)，而這里需要的是
float
類型的數(shù)，所以必須加上
f
后綴。而寫
“new”
的原因是
Vector3
是一個(gè)值類型，而
position
是
一個(gè)屬性，由于
C#
中引用和值的原理，因此不能使
用
“transform.position.y = 2.5f”
這種寫法直接修改物體的位置。這
里的解釋可能對(duì)初學(xué)者來說有點(diǎn)模糊，不過沒有關(guān)系，可以先
記住并使用這個(gè)語法，隨著
C#
編程學(xué)習(xí)的深入自然會(huì)明白。
如果要做一個(gè)連續(xù)的位移動(dòng)畫，只需要讓物體每幀都移動(dòng)
一段很小的距離就可以了。也就是說，可以把改變位置的代碼
寫在
Update()
函數(shù)里，但是每幀都要比前一幀多改變一些位置。
例如，以下兩種方法都可以讓物體沿
z
軸前進(jìn)。
void Update()
{
transform.Translate(0, 0, 0.1f);
// 在這個(gè)例子中等價(jià)于：
transform.position += new Vector3(0, 0, 0.1f);
}
以上兩句代碼只選擇寫其中一句即可，另一句可以注釋
掉。運(yùn)行游戲，觀察小球是否持續(xù)運(yùn)動(dòng)。
小提示物體位置的兩種寫法有本質(zhì)區(qū)別如果深究，這里有兩個(gè)要點(diǎn)：一是向量的使用和向量加法，二是局部坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系之間的區(qū)別和聯(lián)系。Translate() 函數(shù)默認(rèn)為局部坐標(biāo)系，而修改 position 的方法是世界坐標(biāo)系。 3D 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)會(huì)在后續(xù)章節(jié)詳細(xì)說明，這里先把關(guān)注點(diǎn)放在位移邏輯上。
前面提到，由于系統(tǒng)繁忙時(shí)無法保證穩(wěn)定的幀率，因此對(duì)
于上面的寫法，如果幀率高，小球移動(dòng)就快；幀率低，小球移
動(dòng)就慢。我們需要在
“
每幀移動(dòng)同樣的距離
”
和
“
每秒移動(dòng)同樣的
距離
”
之間做出選擇。
按游戲開發(fā)的常規(guī)方法，應(yīng)當(dāng)選擇
“
每秒移動(dòng)同樣的距
離
”
。舉個(gè)例子，如果幀率為
60
幀
/
秒時(shí)物體每幀移動(dòng)
0.01
米，那
么幀率只有
30
幀
/
秒時(shí)就應(yīng)該每幀移動(dòng)
0.02
米，這樣才能保證物
體移動(dòng)
1
秒的距離都是
0.6
米。這里雖然原理復(fù)雜，但實(shí)際只需
要略作修改即可。
transform.Translate(0, 0, 5 * Time.deltaTime);
// 或
transform.position += new Vector3(0, 0, 5 * Time.deltaTime);
}
Time.deltaTime
表示兩幀之間的間隔，如幀率為
60
幀
/
秒時(shí)這
個(gè)值為
0.0167
秒，幀率只有
10
幀
/
秒時(shí)這個(gè)值為
0.1
秒，用它乘以
移動(dòng)速度就可以抵消幀率變化的影響。由于
Time.deltaTime
是一
個(gè)比較小的數(shù)，因此速度的數(shù)值應(yīng)適當(dāng)放大一些。
1.1.4 讀取和處理輸入
Unity
支持多種多樣的輸入設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)、手柄、搖
桿、觸摸屏等。很多輸入設(shè)備有著類似的控制方式，如按鍵盤
上的
W
鍵或上箭頭鍵，將手柄的左搖桿向前推，都代表
“
向
上
”
，用
Unity
的術(shù)語表述則是
“
沿縱軸（
Vertical
）向上
”
。以下
代碼就可以獲取用戶當(dāng)前的縱軸輸入和橫軸輸入。
void Update()
{
float v = Input.GetAxis("Vertical");
float h = Input.GetAxis("Horizontal");
Debug.Log("當(dāng)前輸入縱向:" + v + " " + "橫向:" + h);
}
Input.GetAxis()
函數(shù)的返回值是一個(gè)
float
類型的值，取值范
圍為
-1~1
。
Unity
用這種方法將各種不同的輸入方式統(tǒng)一在了一
起。
以上代碼會(huì)輸出
v
和
h
的數(shù)值。運(yùn)行游戲，然后按鍵盤上的
W
、
A
、
S
、
D
鍵或方向鍵，查看
Console
窗口是否正確讀取到了
輸入值。
通過簡單的乘法就可以將輸入的幅度與物體運(yùn)動(dòng)的速度聯(lián)
系起來。
void Update()
{
float v = Input.GetAxis("Vertical");
float h = Input.GetAxis("Horizontal");
Debug.Log("當(dāng)前輸入縱向:" + v + " " + "橫向:" + h);
transform.Translate(h * 10 * Time.deltaTime, 0, v * 10 * Time.deltaTime);
}
代碼解釋：先取得當(dāng)前的縱向、橫向輸入（取值范圍
為
-1~1
），然后將輸入值與速度（代碼中的數(shù)字
10
）和
Time.deltaTime
相乘，以控制物體的移動(dòng)。每幀最小移動(dòng)距離為
0
，在
60
幀時(shí)
x
軸的每幀最大移動(dòng)幅度是
1*10*0.0167
，即
0.167
米，
z
軸同理。
運(yùn)行游戲，按
W
、
A
、
S
、
D
鍵或方向鍵，看看效果。
1.1.5 實(shí)例：實(shí)現(xiàn)一個(gè)移動(dòng)的小球
下面利用上面所講解的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)一個(gè)移動(dòng)小球的案例，
具體操作如下。
01
新建一個(gè)球體。
02
調(diào)整攝像機(jī)的朝向和位置，可以設(shè)置為俯視、平視或斜
上方視角。
03
為球體創(chuàng)建腳本
Ball
并掛載，完整代碼如下。
using UnityEngine;
public class Ball : MonoBehaviour
{
public float speed = 10;
void Start()
{
}
void Update()
{
float v = Input.GetAxis("Vertical");
float h = Input.GetAxis("Horizontal");
transform.Translate(h * speed * Time.deltaTime, 0, v * speed * Time.deltaTime);
}
}
04
運(yùn)行游戲。單擊
Game
（游戲）窗口，然后按
W
、
A
、
S
、
D
鍵或方向鍵就可以看到球體以一定的速度移動(dòng)了。運(yùn)行游
戲的效果如圖
1-8
所示。
通過修改
Translate()
函數(shù)的參數(shù)，可以使球體沿不同方向移
動(dòng)，如修改為以下代碼就能實(shí)現(xiàn)沿
xy
平面移動(dòng)，而不是沿
xz
平
面移動(dòng)。
transform.Translate(h*speed*Time.deltaTime,
v*speed*Time.deltaTime, 0);
用這種寫法修改速度非常方便，不需要反復(fù)修改代碼。因
為
speed
是一個(gè)
public
字段（
C#
中類的成員變量稱為字段，兩種
術(shù)語叫法，不影響理解），
Unity
會(huì)為這種字段提供一個(gè)快捷的
修改方法。在場景中選中球體，在
Inspector
窗口中查看它的腳
本組件，如圖
1-9
所示。
讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)這里出現(xiàn)了一個(gè)
Speed
變量，值為
10
，這就是腳
本中的
public float speed = 10
所帶來的效果。由于在真實(shí)的游戲
開發(fā)過程中有很多參數(shù)需要設(shè)計(jì)師反復(fù)細(xì)致調(diào)節(jié)，因此
Unity
默
認(rèn)將
public
字段直接放在界面上，用戶可以隨時(shí)修改速度，并且
被修改的參數(shù)會(huì)在下一次
Update()
函數(shù)執(zhí)行時(shí)立即生效，也就是
說在游戲運(yùn)行時(shí)也可以隨時(shí)修改參數(shù)并生效。
唯一需要注意的是，如果游戲運(yùn)行前
Speed
的值設(shè)定為
20
，
運(yùn)行時(shí)改為了
30
，那么停止運(yùn)行游戲后，
Speed
的值會(huì)回到
20
。
運(yùn)行時(shí)的改動(dòng)都不會(huì)被自動(dòng)保存，需要在調(diào)整時(shí)記下合適的數(shù)
字，停止運(yùn)行后手動(dòng)修改。將參數(shù)顯示到編輯器中還有更多技
巧，將在第
2
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