Unity 3D 环境特效

一般情况下要在游戏场景中添加雾特效和水特效较为困难因为需要开发人员懂得着色器语言且能够熟练地使用它进行编程。

Unity 3D 游戏开发引擎为了能够简单地还原真实世界中的场景其中内置了雾特效并在标准资源包中添加了多种水特效开发人员可以轻松地将其添加到场景中。

需要注意的是由于 Unity 5.0 以上版本在默认情况下都没有自带的天空盒只有包所以当需要使用天空盒资源时需要人工导入天空盒资源包。

水特效

1. 在 Project 面板中右击执行 Import Package → Environment 命令导入环境包在打开的窗口中选中 Water 文件夹即可然后单击 Import 按钮导入。

1. 导入完成后找到 Water 文件夹下的 Prefab 文件夹其中包含两种水特效的预制件可将其直接拖曳到场景中这两种水特效功能较为丰富能够实现反射和折射效果并且可以对其波浪大小、反射扭曲等参数进行修改。

WaterBasic文件夹下也包含两种基本水的预制件如下图所示。

基本水功能较为单一没有反射、折射等功能仅可以对水波纹大小与颜色进行设置由于其功能简单所以这两种水所消耗的计算资源很小更适合移动平台的开发。

雾特效

Unity 3D 集成开发环境中的雾有 3 种模式分别为 Linear线性模式、Exponential指数模式和 Exponential Squared指数平方模式。这 3 种模式的不同之处在于雾效的衰减方式。

场景中雾效开启的方式是执行菜单栏 Window → Lighting 命令打开 Lighting 窗口在窗口中选中 Fog 复选框然后在其设置面板中设置雾的模式以及雾的颜色。

开启雾效通常用于优化性能开启雾效后选出的物体被遮挡此时便可选择不渲染距离摄像机较远的物体。

这种性能优化方案需要配合摄像机对象的远裁切面设置。通常先调整雾效得到正确的视觉效果然后调小摄像机的远裁切面使场景中距离摄像机较远的游戏对象在雾效变淡前被裁切掉。雾效参数含义如下表所示。

参数	描述
Fog Color	雾的颜色。
Fog Mode	雾效模式。
Density	雾效浓度取值为0〜1。

天空盒

Unity 3D 中的天空盒实际上是一种使用了特殊类型 Shader 的材质这种类型的材质可以笼罩在整个场景之外并根据材质中指定的纹理模拟出类似远景、天空等效果使游戏场景看起来更加完整。

目前 Unity 3D 中提供了两种天空盒供开发人员使用其中包括六面天空盒和系统天空盒。这两种天空盒都会将游戏场景包含在其中用来显示远处的天空、山峦等。

1. 在场景中添加天空盒执行菜单 Window → Lighting 命令可以打开渲染设置窗口。单击 Scene 页面 Environment Lighting 模块 Skybox 后面的选项设置按钮。

1. 双击选择不同材质的天空盒。

 Unity 3D 游戏场景设计实例

目前 Unity 3D 在游戏开发方面常用的游戏地形系统制作元素接下来我们通过一个实践案例制作一个完整的三维游戏场景。

案例设计

本案例将创建一个 3D 游戏场景其中包含了 Unity 3D 中提供的各种地形资源如树木、山地、风域等。

案例实施

1. 选择相关资源加载到项目中。

执行 Create → New Project 命令在 Project Location 中输入创建项目的文件夹地址或者单击后面的 Browse 按钮然后在 Import the following packages中选择要导入的项目文件包每个文件包都带有一些插件功能。

注

• 如果将所有的复选框都选中会使得 Unity 3D 在开始加载的时候速度很慢所以大多数情况下在创建 Unity 3D 项目文件的时候只选择需要用到的包就可以了在这里选择 Environment 选项。

1. 创建项目。

在创建一个新项目之后新项目的各个面板中只有 Project项目文件栏包含了两个文件夹这两个文件夹里面是之前导入的项目文件包里的所有文件。

1. 创建地形。

执行 GameObject → 3D Object → Terrain 选项。

1. 设置地形信息。

单击 Terrain 中的 Set Resolution 按钮选择设置地形大小、高度等相关信息在每一个地形参数的右侧直接输入数值即可修改它地形参数包括地形的高度、长度、宽度、分辨率和高度图等。

1. 更改地形属性。

在场景面板中选中刚才创建的地面对象 Terrain也可以在 Hierarchy 视图中选中 Terrain。

然后在 Inspector 属性面板中会马上发现与之对应的属性包含 Position坐标、Rotation旋转量、Scale缩放尺寸以及地面对象固有的 TerrainScript和 Terrain Collider。

1. 绘制凸起地形。

通过设置地形参数就可以对地形上的地貌进行编辑单击平整的地形之后在右侧的 Inspector 中的 TerrainScript中就可以对地貌进行编辑。

注

游戏开发中主要使用左边 3 个按钮设置地形起伏

• Raise/Lower Terrain提高和降低高度

• Paint Target Height绘制目标高度

• Smooth Height平滑高度

1. 笔刷调节。

在设计山脉的过程中可能涉及不同高度、不同大小以及不同形态的高山。

在每一种笔刷的下方也可以对笔刷的大小等属性进行调节。

其中笔刷面积的大小决定了笔刷所能够覆盖的区域小的数字将会绘制较小的地形大的数字最大100将绘制较大的地形。透明度决定了笔刷绘制的地形的透明程度。

选择笔刷后就可以在 Scene 视图中使用笔刷在地形上刷出凹陷与凸起效果使用不同笔刷绘制的效果图。

• 第一种笔刷。在首选项中可以对地形进行山脉的设计单击此按钮激活提高和降低地形高度的工具。

在 Scene 视图中如果在地形上移动鼠标会有一个蓝色的圆圈这是笔刷的作用区域。

在设计的过程中可能涉及不同高度、不同大小、不同形态的高山以及凸起。

下面的各类笔刷功能将会很简单地实现这一不同的需求同时在 Brushes 下方可以对笔刷的大小等属性进行调节如下图所示。

• 第二种笔刷。地形编辑器中的第二个按钮可以对地形高度进行设计此时可以打开设置地形特定高度页面如下图所示。

其中的 Height 参数用于设置地形的最大高度注意此时用 Height 而不是 Opacity 设置最大高度。

• 第三种笔刷。地形编辑器中的第三个按钮是平滑过渡地形工具。选择一个合适画笔。

在 Scene 视图中拖动鼠标即可平滑过渡地形可以对已经设计好的看起来嶙峋的山脉地形进行平滑过渡处理更加符合山脉的特征。

从上图中可以看出平滑的效果还是相当明显的在进行了前 3 个选项的编辑之后初始的地貌已经出现了接下来就进行地貌材质贴图并布置一定量的花草树木。

1. 凹陷地形的制作。想要制作凹陷地形首先需要在 Paint Height 工具中抬高地形单击 Paint Height 工具选择 HeightFlatten

此时按住 Shift 键使用前 3 个地形工具即可刷出凹陷地形。

1. 对地形进行相关材质的贴图。到目前为止地形已经建好了但是十分粗糙默认的地形贴图是灰色的接下来给地形添加贴图让地形看起来更为美观。

Unity 3D 提供了很多地形贴图如果在之前创建项目时没有导入资源此时可以在 Project 视图中右击执行 Import Package→Environment 命令将环境资源导入项目。

最后为地形添加导入的地形贴图单击地形贴图按钮从左数第 4 个按钮在界面右下角点击 Edit Textures 中的 add Texture 选项具体参数如下

• Add Texture  添加地形贴图。

• Edit Texture  编辑地形贴图。

• Remove Texture  添删除地形贴图。

选择 Add Texture此时弹出 Add Terrain Texture 界面选择 Select 选项将预先载入的纹理作为地形贴图纹理然后单击 Add 按钮右侧的 Inspector 属性面板选择就会出现材质的缩略图。

贴图后地形就会被纹理自动全部覆盖。

为了模拟更加真实的效果在场景中可以选择继续添加纹理图片此时可以选择不同的笔刷对场景中不同的地点进行纹理变换。

1. 添加树木。

在地形编辑器中单击第五个按钮执行 Edit → Remove tree types → Add tree 命令即可完成树木的添加。

参数列表

• Add Tree  添加树模型。

• Edit Tree  编辑树模型。

• Remove Tree  删除树模型。

根据地形环境特点选择合适的树木种类单击 Add 按钮完成添加。

右侧的 Inspector 面板中会出现所选树的图形同时在下方的 Settings 中也会有关于树模型属性的设置例如笔刷大小、树的密度、树的高度、树的随机颜色变化等。

在这里就可以以笔刷形式把树“画”在地形上。

1. 加入一些花草以及岩石。

首先在地形编辑器中选择第六个按钮添加草与网格模型可以设置草的最大高度、草的最小高度、密度以及间隔颜色等。

参数列表

• Brush Size  设置笔刷大小 。

• Opacity  设置绘制高度。

• Target Strength  设置绘制密度。

• Add Grass Texture  添加草的贴图。

• Add Detail Mesh  添加自定义网格模型。

• Edit  Edit。

• Remove  删除模型。

选择 Edit → Remove Detail meshes 中的 Add Grass Texture 选项就可以弹出添加草的对话框如下图所示。

单击 Add 按钮之后右侧 Inspector 面板中的 Details 就会出现 Grass 选项在 Brush 中选择合适的笔刷类型在地形中就可以画出草地。

1. 其他设置。

做到这一步一个简单的地形已经建立起来了现在模型还是略显单调。

1. 水的添加。

在 Project 文件夹里找到 Water 文件夹具体路径为 "Assets/Standard Assets/waterpro only/basic/Water/Water4/Water4ExampleAdvanced"。

有两种添加水资源的方式第一种方法是直接将 Water4ExampleAdvanced文件拖入 Scene 场景中第二种方法是将水资源拖曳到 Hierarchy 视图中在 Hierarchy 视图中就可以看到 Water4ExampleAdvanced单击就可以找到 Scene中的水模型运用快捷键W移动和 R缩放在场景中正确地放置水如下图所示。

1. 为场景添加光影效果。

选中光照对象 Directional light在它的属性面板中找到 Shadow Type阴影模式默认的是 No Shadows没有阴影可以将它改成 Soft Shadows软渲染阴影或 Hard Shadows硬件渲染阴影。

Soft Shadows 以消耗 CPU 的计算为代价来产生阴影效果这种模式运行速度较慢但对于机器配置比较落后的使用者是唯一的选择。

Hard Shadows 可利用新一代 GPU 的显卡加速功能进行阴影效果的渲染处理其运行速度比较快渲染效果也比较理想。

无论选择哪一个选项动画场景的物体都会相对于阳光产生阴影效果。

1. 测试场景。

1. 第一人称漫游操作。

接下来需要设计并创建独特的角色来充满世界这样玩家可以控制一个真实的角色玩家角色是玩家用和游戏进行交互的化身增加了游戏的趣味性。

通常角色会分为 3 类

• 第一人称。

• 第三人称。

• 隐含角色。

Unity 3D 支持这些类型在 Unity 3D 中角色是通过 Character Controller 定义的。

为场景中添加第一人称角色非常简单摄像机就像角色的眼睛一样在世界中漫游。具体步骤如下。

确定建立项目时已载入 Character Controller 资源如果在创建项目时没有载入资源执行 Assets → Import Package → Characters 命令即可。

在资源面板中搜索 FPSController在搜索导航栏中输入 f此时可以在资源面板中看见预置的 First Person Controller。

将 Project 面板中的 FPSController 拖到 Scene 视图中FPSController 要高于地面。

FPSController 自带摄像机此时可以将场景中的主摄像机Main Camera删除。

1. 测试效果。

可以在平面上通过 W、A、S、D 键以及上下左右方向键控制前进、后退、左右旋转、鼠标也可以通过旋转确定移动方向。

将第一人称视角应用到已经建立好的游戏场景中实现第一人称漫游。

到此整个 3D 游戏场景实例结束。