《虚拟现实技术》实验12指导书创建游戏环境.docx

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《虚拟现实技术》实验12指导书创建游戏环境

实验1-2创建游戏环境

一、实验目的：

学会使用Unity的地形编辑器。

二、实验内容：

使用Unity自带的地形编辑器工具构建一个小岛——太阳、海水、天空。

三、实验步骤：

1.创建新工程。

打开Unity，选择File|NewProject创建新工程，选择好你自己的文件存放路径（注意：

不要在路径里包含中文，Unity不支持中文路径），然后按照下图在导入包复选框中勾选相应选项，点击Create完成创建。

2.了解地形工具。

在层次面板点击Create|Terrain，创建地形。

然后按下键盘上的F键，聚焦我们刚才创建好的地形。

这时候检视面板中就会出现如下Terrain组件：

下面我们依次来看看Terrain（Script）面板中的几个主要工具的功能。

①提升工具（Raise/LowerTerrain）

使用这个工具在地形上绘制可以提升地形的高度，你还可以预先设定笔刷大小（BrushSize）、不透明度（Opacity）。

按住Shift键绘制则会起到降低地形高度的效果。

②绘制高度（Paintheight）

这个工具的使用方法和提升工具差不多，只不过在Settings选项栏中多了一个绘制高度（Height）的额外设置，这意味着你可以设置特定的绘制高度。

也就是说，你可以让地形提升到一个特定高度，然后即便你继续绘制，地形也不会再升高。

我们可以用这个工具来创建一些平原。

③平滑高度（SmoothHeight）

通常我们把这个工具和绘制高度的工具配合使用，它允许你柔化地形边缘。

④绘制纹理（PaintTexture）

绘制纹理是一个用来刷纹理的工具，通俗的说就是绘制地表。

我们可以加载我们需要的任何纹理进行绘制，来得到我们想要的地表。

⑤植树（PlaceTree）

使用这个工具，我们可以通过用鼠标点击粉刷，在地形上绘制树木。

在Settings面板中我们可以调整以下参数：

◆BrushSize（笔刷大小）：

每次点击时，种植树木的数量。

◆TreeDensity（树的密度）：

种植树木之间的距离。

◆ColorVariation（颜色的多样性）：

绘制树时产生随机颜色。

◆TreeWidth/Height（树的宽度/高度）：

所使用树木的大小。

◆TreeWidth/HeightVariation（树高/树宽的多样性）：

产生随机大小的树木，从而创造更加真实的森林场景。

你也可以使用Shift键来移除绘制的树木。

⑥绘制细节（PaintDetails）

这个工具的使用方法和植树工具相似，它被用来绘制细节部分的物体，如花、草、岩石和其他植物。

⑦地形设置（TerrainSettings）

在这个工具中我们可以对地形进行许多设置，具体我们会在接下来的实验步骤中部分讲解。

3.创建小岛——太阳、海水、天空。

①设置地形

首先，在层次面板中选中Terrain对象，然后在检视面板中选择地形设置工具（TerrainSettings），在Resolution面板中修改地形的长、宽、高参数，其它设置保持默认不变。

接下来，选择绘制高度工具，点击其中的Height选项栏，然后输入30，按回车键确认。

最后，点击Flatten应用修改。

（我们输入30，意味着我们绘制的最大高度是30，当地形高度小于30时，绘制操作使地形上升至30，而当地形高度大于30时，绘制操作便会使地形降低至30；而点击Flatten，便可使得全部地形都变化到30高度水平，也就是说我们使地形整体从创建初始的0升到了30。

）

②勾勒小岛轮廓

在检视面板中选择地形编辑器的第一个工具，也就是提升工具。

选择第一个笔刷，设置BrushSize（笔刷大小）为100，设置Opacity（不透明度）为75。

在场景视图的右上角点击场景手柄工具的y轴（绿色圆锥体），将视图角度改成俯视。

使用Shift键和笔刷在地形边缘粉刷，降低边缘地形高度，直到地形不再下降（高度为0）。

同学们创建的地形不必和上图一模一样。

接下来，在场景视图中单击鼠标右键拖拽回到透视图，继续使用提升工具为地形创造更多的细节，之后我们用平滑高度工具在地形边缘粉刷，使得尖利的边缘变得平滑。

但记住在地形的左下角保留一块平地，我们将在此创建火山。

③火山

现在，我们开始创建火山。

为了创建火山，我们将联合使用提升工具、绘制高度工具和平滑高度工具。

首先，选择绘制高度工具。

选择第一个笔刷，然后把笔刷大小设置为75，不透明度设置为50，Height设为100（YG：

第一个笔刷好像没有height这个变量，第二个笔刷才有）。

点击场景手柄工具选择俯视视角，然后在地形左下角创建一片高原。

记住，这个工具在地形高度达到100以后就会停止作用，这是因为我们在之前的设置中把高度设为了100。

操作完成后，你的小岛应该和下图类似。

接下来，我们继续来创建火山口。

选择绘制高度工具，把Height设置为20，BrushSize设置为30，Opacity设为60，仍旧在俯视图中进行绘制操作。

按住鼠标左键，从高原中心向外粉刷，直至在高原中心形成一个向下塌陷的空洞，如下图所示。

转回透视图，我们发现火山口的边缘过于尖锐，看起来不自然。

这时，我们就要使用平滑高度工具了。

选择该工具，把BrushSize设为30，Opacity设为100。

然后在火山口部分和山脊部分粉刷，直到他们边缘变得很平滑，如下图所示。

④添加纹理

在铺设纹理时，有一点特别重要：

就是你添加的第一种纹理，会自动地作用在整片地形上。

当你意识到这一点，你要确保你添加到检视面板的第一种纹理是我们地形的主要纹理。

此外，我们在创建游戏工程的时候，导入了地形资源包（TerrainAssets）,这个资源包中就有我们所要的地形纹理，下面我们把这些纹理加入到检视面板中。

点击检视面板中Terrain选项栏中的EditTexture（编辑纹理）按钮，在弹出菜单中选择AddTextures（添加纹理），我们把我们需要的4种纹理添加到检视面板中。

当你点击AddTextures时，将会弹出一个对话框，选择Texture栏中的Select按钮打开纹理选择窗口，在该窗口的众多选项中选择Grass（Hill），并且保持Size和Offset的默认值，因为纹理将被应用到整个地形上，小的数值让小草的纹理更加细致，然后点击Add确定导入。

重复上面的步骤，把其它三种纹理Grass&Rock、GoodDirt、Cliff（LayeredRock）添加到检视面板中。

注意其中Cliff（LayeredRock）纹理的Size的x、y属性全都改为70，其它的纹理则保持默认值。

而接下来的纹理，就需要我们手动粉刷。

现在，你应该已经把纹理都添加到了检视面板中。

首先，确保每个纹理的参数设置与上面所说相符，然后选择GoodDirt纹理。

把它的BrushSize设为60，Opacity设为50，TargetStrength（目标强度）设为1。

然后使用它在小岛地形的外部进行粉刷。

粉刷完毕后，你将得到类似于下图的结果。

（YG：

Opacity是[0,100]，表示的是一个百分量，表明当前纹理与原有纹理混合时的百分权重；而Targetstrength是[0,1]，表示当前纹理混合时的强度。

我理解在计算时Opacity与targetstrength会相乘。

）

如果在粉刷过程中失误了，你可以在Edit|Undo撤销到上一步。

你也可以把鼠标定位在场景视图窗口，然后按下Space（空格）键最大化当前窗口，以方便绘制。

接着，我们在检视面板中选择Grass&Rock纹理。

把笔刷大小设置为25，不透明度设置为30，目标强度设置为0.5。

现在，你可以对小岛的凸起丘陵地带和火山上半部分进行粉刷。

完成后，你应该得到如下效果。

为了让我们的火山更加真实，我们对它使用Cliff（LayeredRock）纹理。

在检视面板中选中它，把笔刷大小设为20，不透明度设为100，目标强度设为1。

在火山整个内部和外围上半部分进行粉刷，你粉刷外围的时候，随着高度的下降，缓慢减小笔刷大小和不透明度，这样可以使得整个火山外表看起来更加精细，而且有一个渐变的过程。

（YG:

注意，笔刷大小与纹理的精细尺度其实没有关系）当不透明度处于较低水平时，你也可以对地形中的丘陵地带进行粉刷，完成后，将得到类似于下图的效果。

⑤树木

现在我们有了一个铺设好纹理的小岛，接下来我们来绘制一些树木来装点它。

在地形编辑器工具栏中选择植树（Placetrees）工具，然后点击EditTrees按钮，在弹出菜单中选择AddTree。

接着会弹出AddTree对话框，点击Tree设置最右边的圆形按钮，在弹出的菜单中选择Palm（棕榈树），并且把BendFactor（弯曲系数）设为2，弯曲系数允许我们控制树木是否能在风中摇曳，这需要消耗很大电脑运算能力，如果你的电脑表现很吃力，你应该把它调回0。

最后点击Add完成添加。

（YG:

如果设为0，树确实就一动不动了）

这时，棕榈树已经被添加到了检视面板中。

你可以看到它的缩略图有蓝色边框，说明它出于选中状态，接下来按下图设置我们植树的相关参数。

在小岛沿岸地带通过点击鼠标放置树木，为了使环境更为自然，在小岛内部也植上一些树。

记住，当你把树木放错地方时，你可以选择撤销绘制；同时，还可以按住Shift键，移除绘制好的树。

⑥太阳

在层次面板点击Create按钮，选择DirectionalLight（平行光），这时我们场景中便有了一盏平行光。

平行光是从一个方向照射到另一个方向，只有投射的光线才能被看到。

由于我们在本实验中要用它来模拟太阳，因此我们要对它使用镜头光晕特效。

在检视面板中调节DirectionalLight的位置为（0,250，-200），为了让它更好地照射在小岛地形上，我们把绕X旋转设为30，设置光强（Intensity）为0.8。

下一步，为了模拟太阳，我们将使光源变得可见。

要做到这一点，我们将使用镜头光晕特效。

在Unity顶部菜单选择Assets|ImportPackage|LightFlares导入资源包，在弹出菜单中选择Import完成导入。

然后在层次面板中选择DirectionalLight，在检视面板点击光源组件的Flare设置右边的圆形选择按钮，在弹出的对话框中双击选择Sun，完成操作。

⑦天空盒

在创建3D环境时，我们用一个天空盒代表地平线的远方。

一个天空盒是由Cubemap构成的，Cubemap是在一个立方体里面放置的6个纹理，使得它们无缝衔接，作为游戏的天空和地平线。

Cubemap始终存在于3D世界中，跟现实的地平线一样远不可及。

在顶菜单栏中选择Edit|RenderSettings。

这时检视面板中会出现渲染设置面板，在SkyboxMaterial（天空盒材质）选项的右边点击圆形按钮，在弹出的选择材质对话框中选择Sunny2Skybox，这是我们的场景便有了蔚蓝的天空。

哇！

（YG:

注意，skybox并不是作为某个物体的组件来添加的，而是在Edit菜单--Eender中来Settings中来全局性设置的）

⑧海水

我们构建好海滩之后，应该在小岛的四周加入海水了。

Unity免费版中的水其实是把一个动画材质应用在物体表面，从而得到流动的效果。

Water（Basic）Assets资源包为我们提供了2个现成的水材质，在工程面板选择StandardAssets|Water（Basic）|DaylightSimpleWater.prefab，把它拖到我们的场景视图中，修改它的位置（250，4,250）我们把水材质放在了小岛的中心，并把高度调为4，这样就覆盖了我们的海床。

然后我们把它的Scale的X、Z属性增大到1600，从而使得小岛被海水包围。

（YG:

你离近了就能看出水面的动态波澜效果。

不过如果你进入水面一下就会看到原先的地面，没有一个在水体中的那种感觉了。

）

（YG:

注意水是作为一个预制的物体加入的，是一个圆形的片。

）

⑨创建角色

在工程面板中，按下图所示路径选择我们的角色控制器，我们选择FirstPerson（第一人称）控制器。

在场景视图中放大的你场景，我们需要放置我们的角色控制器。

放大场景视图后，从工程面板中把控制器拖入到场景中，由于地形对象自带碰撞器，我们的角色控制器放在了地形的上方，而没有往下掉。

把鼠标移动到场景视图中，按下F键聚焦我们的第一人称控制器，你会发现控制器有一半陷进了地里，这是由于Unity把物体的中心对齐到地形的表面。

解决这个问题很简单，选择变换工具（快捷键W），然后拖动控制器的绿色Y轴手柄，把控制器拽到地表之上就可以了，现在你的控制器便是一个激活的游戏对象了。

由于角色控制器自带相机，现在我们不再需要创建工程时自带的MainCamera了。

在层次面板选中它，delete删除。

感谢它陪伴了我们这么久！

（YG:

用不着删除Maincamera，只要在inspector面板中将其前面的对勾去掉即可）

4.测试我们的游戏场景。

点击Play按钮，现在你可以通过键盘上的W/S/A/D键来实现走动，通过鼠标转动来改变角色行动方向和视角。

当你调整到太阳的方向就可以看到太阳光晕的效果。

当你对测试结果满意时，再次点击Play按钮退出播放模式。

好了，到现在为止我们的小岛地形就全部完成了。

到主菜单中选择File|SaveScene保存场景。

（YG：

要加快速度就修改inspector面板中：

movement---maxforwardspeed；空格是跳跃）

小结：

这一节实验中，我们用Unity自带的地形编辑器创建了一个迷人的小岛，以一块平地作为开端，然后为它添加各种各样的元素，最后完成了一个室外游戏场景的搭建。

（YG:

你可以试试加个第三人称控制器3rdPersonController）