游戏《递归的边界线Recursive Boundary》开发记录
更新于：A.D.2022.04.12
括号内的英文为Unity内置概念
剧情编写与游戏流程设计
剧本编写
构思了游戏主要设定，编写了游戏剧情文本，分为五个部分，分别在五个场景中计划进行应用
游戏流程设计
设计了游戏流程：
Unity引擎操作与C#脚本编写
渲染管线选取与美术资源预处理
可编程渲染管线是一个瘦 API 层，允许使用 C# 脚本来调度和配置渲染命令。Unity 将这些命令传递给它的低级图形架构，后者随后将指令发送给图形 API。Unity 的可编程渲染管线 (Scriptable Render Pipeline, SRP) 是一项可以通过 C# 脚本来控制渲染的功能。SRP 技术可以强化通用渲染管线 (URP) 和高清渲染管线 (HDRP)。
本次项目选用了通用渲染管线（Universal Render Pipeline），首先通过Unity对美术素材中的Shader升级为URP格式，并手动处理升级失败的Shader。
为树木材质升级失败的场景手动摆放了不同风格的树木，为场景选择了天空盒（Skybox），并调整了场景太阳光点光源设置，调整了URP渲染管线的配置。
人物模型制作与数据格式转换
使用人形模型生成软件VRoid Studio进行角色设计，通过数位板（设备：Wocam CTL672）对贴图进行绘画，选择合适三角形面数导出为VRM数据格式，通过GitHub下载Blender Python插件cats-blender-plugin-0-19-0并安装，转换VRM数据格式为通用数据格式FBX，并对模型网格（Mesh），骨骼（Skeleton）等内容进行修复。
在动画网站https://www.mixamo.com/上传模型，并根据具体模型选取动画，并调整网站动画参数，减少穿模，错位，最后下载动画数据FBX文件，并导入Unity。
导入FBX模型文件进入Unity，设置模型动画格式为人形（Humanoid），选择合适的材质球（Material）格式。
第三人称控制系统与动画系统
通过Unity官方资源Starter Assets获取基本人形控制器，替换人形的模型与骨骼，替换脚本控制器为当前人物的控制器，通过Unity动画状态机（Animator）完善了默认的走路、跑动、跳跃、静止四种基本状态的状态转换路线。
配置了瞄准动画的动画状态机设置，并通过检测鼠标右键点击切换动画状态，使用了遮罩（Mask）和IK Pass实现了动画转换，制作了选取头部、颈部、与上肢的骨骼遮罩，使瞄准动画的上体动作不在受到基本动画状态的影响。
第三人称射击系统与粒子特效
通过光线投射方法计算当前屏幕中心点在场景模型中的投影，并通过投影点与子弹发出点的坐标计算欧拉角，对子弹使用实例化方法，实例一发子弹沿欧拉角方向射出，给出初始速度，并且使子弹完全沿光线方向射出，不受重力影响。
配置了子弹的材质（Material）光效，使得子弹模型显示为红色，并在击中目标后显示绿色粒子光效，未击中目标时显示红色粒子光效。
在瞄准时将虚拟摄像机切换瞄准虚拟摄像机（VirtualCamera），使得人物模型在视野中心偏右，并通过调整图片Alpha值的方法控制UI中心准星的显示，取消瞄准时切换到常规虚拟摄像机，并禁止子弹发出。
调整了常规和瞄准的视角，常规状态时鼠标可环绕，而模型不会转动方向，瞄准状态时模型随鼠标环绕而转动方向。
射中目标后，通过子弹附着的代码，检测刚体碰撞，并获取碰撞物体的对象，通过对象附着的代码暴露出的setter修改射中物体对象的私有属性血量。
通过泛型应用单例设计模式
对游戏管理器（GameManager）和场景管理器（SceneController）的代码设计采用单例的设计模式，使整个游戏过程中代码挂载的对象只产生一份。
设计工具类Singleton类并编写虚函数和方法，通过泛型继承Singleton类实现这一设计模式。
场景异步加载与跨场景人物传送
通过C#协程（Coroutines）方法，调用UnityEngine继承类中的异步（Asynchronous）加载方法，对场景实行多线程加载。
设计代码，使用枚举数据类型，在O(n)的时间复杂度下找到对应标签的传送地点，并通过GameManager的单例方法删除原场景中的人物，并使用单例方法在新场景中通过玩家预制体（Prefab）生成玩家（Player）
通过URP Shader制作传送门特效，为传送门挂载脚本，将传送门保存为预制体（Prefab），在所有场景中摆放传送门并设置传送门自身标签与传送目的标签。
人物属性数据设计与存储系统
对人物设计了最大血量，当前血量，最大子弹，当前子弹4种私有数据存储于数据类中。
通过另一个接口类的公有方法对其他类暴露，并通过C#语法糖为变量设置了getter setter。
游戏操作界面UI设计
通过对人物模型附着子物体摄像机，将摄像机画面输出到渲染管线纹理（RenderPipeline Texture），将渲染管线纹理输出到材质球（Material），将材质球输出到UI的image对象中，调整UI中image对象的位置，实现了实时头像的显示。
通过一张图片作为底色，控制一张图片的长度实现血量条和子弹条。
开发计划
完成游戏整体设计
对按照现有整体游戏控制框架，进一步完善游戏内容：
设计游戏主界面UI，并编写代码完成UI系统
设计游戏总流程的状态机，编写代码控制对话系统。
设计敌人的行为树，并编写代码与完善模型与动画资源，完成敌人系统。
设计数据存储结构，完成数据存档系统。
完成编写实现风格化渲染的Unity Shader
对至少完成对人物模型的Unity Shader编写，实现二维卡通渲染效果，凸出表现阴影和高光部分。
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本文链接：https://shiokiri.com/2022-04-01-unity/