基于Unity3D 的Android 飞行类游戏设计

陈豪

摘要：该文分析了使用Unity3D设计飞行类Android游戏的方法和过程，包括背景的设置、主角飞机的制作，敌机的制作，子弹的制作，这些游戏物体之间的碰撞反应和玩家控制游戏的方法，使用C#语言来编写游戏程序，包括用代码控制场景的切换，飞机、子弹、奖励物品的自由落体或者飞行，碰撞之后发生的效果以及变化等等。最后对游戏进行了测试与总结。

关键词：Unity3D；飞行类游戏；C#编程；碰撞检测

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）30-0168-03

飞行类游戏在社交媒体上传播与流行，尤其是设计简洁、玩法直接的小型化飞机游戏尤其受到欢迎。通过使用Unity3D引擎，可以快速开发出飞行游戏。利用Unity3D提供的游戏对象、碰撞探测和控制输入等功能，让开发者无需从底层开始开发，通过点选操作，辅助以少量C#代码便可以所操即所见、所见即所得，即时看到游戏的效果进行快速开发。本项目美工方面用Photpshop、3DS Max等软件简单进行处理，满足项目的要求UI与游戏美术要求。

1 总体设计

起初设计飞机射击游戏灵感来源于微信的“打飞机”游戏，在微信上好友一起竞技比拼所获得的分数，这里还包含网络通信设计，本文不涉及。单机的飞机射击游戏要考虑很多因素，比如积分，一些玩法上和界面上的设计等方面。界面上设计包括使用不同的飞机、子弹要素，几种爆炸效果，碰撞奖励物品效果等。玩法上包括子弹奖励和TNT炸弹奖励，这两种将奖励物品随机出现，一种是子弹的奖励，将原本中间一路子弹变成侧翼的两路子弹；另一种则是威力强大的TNT炸弹奖励，能够清空屏幕内所有的敌机。游戏失败的情况设计，敌机与玩家控制的飞机产生碰撞后进入失败画面。敌机设计上，敌机不产生子弹，玩家只需要躲避屏幕上方下落的敌机即可。子弹的奖励是有固定的持续时间，TNT炸弹奖励可以储存累加，点击右下角的炸弹的小图标使用。游戏的操作是通过手指控制主角飞机移动，玩家躲避敌机并可以接受在敌机中降落的奖励物品。子弹是跟随主角的移动而移动，所以只需要把自身飞机（即是子弹的轨迹）瞄准到敌机即可击落敌机，设计得尽量操作简单些。

开发工具使用Unity3D，平台为Android操作系统。利用Unity的Level功能，预设计游戏提供三种关卡，第一种叫做经典模式，即普通的飞机游戏。第二种是疯狂模式，敌机下落的速率以及血量都有提升，同样玩家控制的飞机发出的子弹威力也更大。第三种是换机模式，玩家控制的飞机换了模型，换了模型之后的飞机，在参数上，设置了威力更大的子弹（子弹出现的速率高），奖励物品的威力也同时加强。

2 游戏对象

2.1 游戏背景与主角飞行效果

整个游戏的背景产用两张贴图的叠加。采用代码控制两张同样的贴图交替移动，实现背景的移动，导入飞机后就能够产生飞机移动的效果。关键代码包括，要在外部定义公有变量设置移动的速度，这里必须要注意是要设置为静态变量，否则运行程序会报错。关键代码如下。

public static float moveSpeed=4f；

接下来实现背景图的移动。跟随时间变化进行下移。

this.transform.Translate（Vector3.down*moveSpeed*Time.deltaTime）；

一旦超过摄像机的范围，单张背景图就应该移动到新的位置。

if（postion.y<=-8.52f） {

this.transform.position=new Vector3（postion.x，postion.y+8.52f*2，postion.z）；

}

其中，8.52f是由背景图片的高像素决定的，图片高为852像素。

飞机的飞行，单张的飞机素材是不行的。现在已经实现了背景的移动，以背景为参照物，飞机已经在飞行。现在要产生飞机的飞行效果。使用两张不同飞机尾部燃烧效果，首先定义精灵图组，键入以下关键代码。然后在Inspector面板中进行选择贴图，即能实现飞机喷气飞行效果。完成效果如图1所示。

if（animation）{

timer+=Time.deltaTime；

int frameIndex = （int）（timer/（1f/frameCountPersconds））；

int frame = frameIndex%2；

spriteRender.sprite = sprites[frame]；

}

2.2 敌机的产生

上面已经实现了主角飞机的飞行移动，接下来需要在屏幕内随机产生敌机。敌机在屏幕上方自动生成，移动到屏幕下方之后重新定位到屏幕上方，总数量固定从而节约游戏运行内存。在Unity3D中建立一个空的Object，由它来随机产生敌机。在随机产生敌机之前，导入敌机的预制（Prefabs），直接从素材图片（Images）文件中拖动至Hierarchy面板中。Spawn是新建的空的Object。在其中绑定代码，需要定义各类不同的敌机出现速率，定义过程如图2所示。

public float enemy0Rate = 1.5f；//定义一种敌机出现的速率

同时，需要设置奖励物品的出现速率。有两种不同的奖励物品，因为威力不同，出现的速率也不一样。

public float awardType0Rate = 8f；

定义好之后，需要注意随机产生的敌机或者奖励物品，需要在超出一定范围之后消失，不然产生的物体一直会存在，会占用内存。敌机定义的参数如图2所示。

public void createEnemy0（）{

float x= Random.Range（-1.7f，1.7f）；

GameObject.Instantiate（enemy0Prefab，new Vector3（x，transform.position.y），Quaternion.identity）；

}

以上代码表示当超过某个位置，敌机就应该消失。

2.3 子弹的发射

子弹在Unity3D设定为预制。将它们拖到主角（hero）的对象下，即为hero的子对象。调整好他们的位置，正好在左右以及中间。接下来给子弹绑定代码。让子弹能够按照给定的速度自动向上升。非常简单，只需要给一个速度即可以实现

public float rate =2f；

和敌机一样，需要在超出屏幕范围之后使子弹消失。

3 碰撞与控制效果

3.1 子弹与敌机发生碰撞

在碰撞之前，要给需要碰撞的物体加上刚体，也就是collider。给敌机的预制，主角的预制以及奖励物品的预制都添加上了Polygon Collider 2D。给子弹加上Box Collider2D。给子弹以及敌机以及主角hero加上刚体之后，就可以通过代码实现碰撞了。一定要给需要碰撞的物体加上刚体，否则将不会发生碰撞。

检测碰撞设置时首先要设置标签（Tag），要为需要碰撞的物体设置标签，标签是可以重复的使用的，即不同的物体可以使用同一个标签。那就给同一类物体标上同一个标签，比如给敌机全都设置为”Emeny”。这样一来就可以判断是否碰撞到了敌机。同样的，主角碰撞奖励物品，子弹碰撞敌机，敌机碰撞主角，都是同样的方法。在这里列举主角碰撞奖励物品的代码：

public IEnumerator OnTriggerEnter2D（Collider2D collider）{

if（collider.tag=="Award"）{}；

}

上述代码中的tag=="Award"，就是找到“Award”标签。

3.2 主角的控制

游戏是基于Android平台开发的手机游戏，所以采用触屏方式控制主角飞机，玩家通过手指的操控就可以实现飞机的移动。在unity软件中，可以编写控制代码控制鼠标的移动，导出成Android平台相当于在手机上手指移动控制飞机。

private void checkPosition（）{

Vector3 pos = transform.position；

float x = pos.x；

float y = pos.y；

if（x<-1.8f）{ x=-1.8f； }

if（x>1.8f）{ x=1.8f； }

if（y<-3.4f）{ y=-3.4f； }

if（y>3.4f）{ y=3.4f； }

transform.position= new Vector3（x，y，0）；

}

直接使用checkPosition，检测鼠标（或者是手指）的位置。要保证的飞机不飞出屏幕外部，即在x，y轴上，正负都不超过屏幕的宽度。主角的飞机的像素为100*114，在unity中屏幕的宽和长为480*852。拖动主角的飞机，如图7中，在position中能检测x和y轴，拖动到屏幕边缘，发现position中x为正负1.8，而上下移动的时候，发现y为正负3.4。因此在代码中书写鼠标（或手指）移动的范围左右是1.8f，上下则是3.4f。主角坐标控制的设置如图3所示。

4 结束语

通过Unity的Building功能导出游戏。在Build Setting中设定选项后导出APK文件，通过手机助手拷贝到Android手机上，安装后运行，经测试可以顺利玩起来无问题，测试效果如图4所示。制作过程中除了主要的unity之外，使用Photoshop，3DS Max制作素材，使用C#语言代码实现控制，还可以使用视频软件片头片尾导出成apk格式，难点在于如何在unity中播放帧动画（即在游戏中的敌机爆炸死亡动画），如何使物体进行碰撞（collider），是否考虑重力（Is Trigger）以及判断碰撞之后进行的一系列操作等等。

总结整个设计过程，使用unity3D制作飞行类游戏，可以很方便地包括设计敌机的碰撞、飞行速度，碰撞触发的效果，使用产卵器（spawn）随机产生敌机，并控制敌机出现的速率。游戏的操作通过手机触碰屏幕，跟随手指移动方向移动敌机。飞机主角的可以通过手指点选移动并操控，同时自动发射子弹。游戏物体之间的碰撞时通过坐标检测，一旦发生碰撞便出发C#代码的所写的效果。限于本文篇幅，游戏其他部分如计分代码实现、片头片尾动画实现等将在以后逐步完善。

参考文献：

[1] 李发陵.软件工程[M]. 北京： 清华大学出版社， 2013： 212.

[2] Ryan Henson Creighton. Unity 3.x 游戏开发实例[M]. 师蓉，译.北京： 人民邮电出版社， 2013： 324.

[3] 周德云.Flash动画制作与应用[M].北京： 人民邮电出版社， 2012： 352.

[4] 吴亚峰.Android3D游戏案例开发大全[M].北京：人民邮电出版社， 2013： 648.

[5] 宣雨松. unity3D游戏开发[M].北京：人民邮电出版社， 2012： 334.