[Unity3D]水族馆游戏教程一

本次教程使用Unity3D 5.5.5f1版本

首先，打开工程，创建一个名为Aquarium（水族馆）的工程：

在工程中，创建Editor、Scenes、Scripts三个文件夹，分别用来放编辑工具、场景和游戏脚本。

默认场景中，有主相机Main Camera和一个平行光Directional Light。先保存当前场景到Scenes,取名为Entry。

为实现一个水族箱游戏，首先我们需要一个水族箱，鱼的活动范围，将在水族箱内。

在场景中创建一个空的GameObject,名字改为Tank。

在Scripts文件夹中，创建一个名为Tank的c#文件，水箱相关的逻辑将在写在此脚本中。

双击Tank脚本，我们在visual studio中进行编辑。

Tank.cs作为唯一管理水箱的脚本,我们将它写成一个静态的GameObject,之后挂在Tank GameObject上，并且以后可以方便的调用，将Tank的Transform用变量_tr记录下来。

public class Tank : MonoBehaviour { private static Tank _instance; public static Tank instance; private Transform _tr; private void Awake() { _instance = this;_tr = transform; } }

添加三个float变量width、height、depth,分别表示水箱的宽度、高度、深度。

public float width; public float height; public float depth;

将Tank脚本挂在Tank GameObject上,设置Width为50，Height为14，Depth为24。

此时，可以看到在场景中，并不能清楚的展现出水箱的情况，因此，在Tank脚本中，根据width、Height、Depth画出当前水箱的轮廓。在OnDrawGizmos方法中可以将要观察的信息绘制在场景中。注意，如果脚本在Inspector中被折叠，OnDrawGizmos就不会被调用啦。

在OnDrawGizmos中，首先，只在脚本enable的情况下起作用。当_tr为空的时候，重新为_tr赋值。先记下Gizmos的颜色，并且设置新颜色为绿色，在绘制完毕的时候，恢复Gizmos的颜色。

记录Gizmos的Matrix4x4,赋值为Tank Transform的localToWorldMatrix,这样我们就可以绘制Tank Local空间的内容，而当Tank进行平移、旋转、缩放操作时，Gizmos就会自行转换到世界空间了。

使用Gizmos绘制线框立方体，中心位置为local位置的center Vector3.zero,size为变量width、height、depth值。

private void OnDrawGizmos() { if (this.enabled) { if (_tr == null) { _tr = this.transform; } //记录颜色 Color c = Gizmos.color; Gizmos.color = Color.green; //记录matrix Matrix4x4 m = Gizmos.matrix; //赋值为transform的matrix Gizmos.matrix = _tr.localToWorldMatrix; //绘制线框立方体 Gizmos.DrawWireCube(Vector3.zero, new Vector3(width,height,depth)); //恢复matirx和color Gizmos.matrix = m; Gizmos.color = c; } }

现在，在场景中，就可以看到水箱在哪里、有多大啦！

Tank.cs当前的完整代码为：

using UnityEngine; public class Tank : MonoBehaviour { private static Tank _instance; public static Tank instance; private Transform _tr; public float width; public float height; public float depth; private void Awake() { _instance = this; _tr = transform; } private void OnDrawGizmos() { if (this.enabled) { if (_tr == null) { _tr = this.transform; } //记录颜色 Color c = Gizmos.color; Gizmos.color = Color.green; //记录matrix Matrix4x4 m = Gizmos.matrix; //赋值为transform的matrix Gizmos.matrix = _tr.localToWorldMatrix; //绘制线框立方体 Gizmos.DrawWireCube(Vector3.zero, new Vector3(width,height,depth)); //恢复matirx和color Gizmos.matrix = m; Gizmos.color = c; } } } 3.相机

使用透视相机（Main Camera的默认模式就是透视模式），并且调整相机的位置，使得水箱在相机范围内。

相机Position的z值调整为-40。Clipping Panels Far值调整为100，因为用不到1000那么远。效果如下图所示。

当选中相机的时候，在scene中才能看到相机的位置和视野范围，不是很直观。在此，开发一个显示相机视野范围的小工具脚本。

在Scripts文件夹中创建名为CameraOutline的c#脚本，双击打开编辑。

和绘制水箱轮廓一样，在OnDrawGizmos中，绘制相机的视野范围。

记录Gizmos的颜色，并使用黄色进行绘制。

分别处理正交模式和透视模式两种情况。

正交模式比较简单，视野范围是个立方体。需要注意的是，Camera绘制的前方实际上是Camera的back,而不是forward。相对于Camera的Local坐标系中，中心点是（nearClipPanel+farClipPanel)*0.5。相机的宽高比为aspect，而size为视野范围高度的一半。因此，相机的视野高度=orthographicSize*2,宽度=(视野高度*aspect)。深度=远截面-近截面。然后，存储Gizmos的matrix，赋值为相机cameraToWorldMatrix，进行绘制，当相机有平移、旋转、缩放的时候，不用我们再去进行计算了，因为Gizmos使用的cameraToWorldMatrix已经为我们计算过了。最后，恢复Gizmos的matrix。

正交模式代码如下：

if (cam.orthographic) { Vector3 center = Vector3.back * (cam.nearClipPlane + cam.farClipPlane) * 0.5f; Vector3 size = new Vector3(cam.orthographicSize * 2 * cam.aspect, cam.orthographicSize * 2, cam.farClipPlane - cam.nearClipPlane); Matrix4x4 m = Gizmos.matrix; Gizmos.matrix = cam.cameraToWorldMatrix; Gizmos.DrawWireCube(center, size); Gizmos.matrix = m; }

透视模式相对复杂一些，我们需要分别获得近截面的四个点和远截面的四个点，最后通过绘制线的方式绘制出平截头。但是，Gzimos给我们提供了DrawFrustum方法，只需要按参数传入就好了。

Gizmos.matrix = cam.cameraToWorldMatrix; // center是平截头的顶端，即摄像机的位置。相对于自己是zero. Vector3 center = Vector3.zero; Gizmos.DrawFrustum(center, cam.fieldOfView, cam.farClipPlane, cam.nearClipPlane, cam.aspect);

然而，此时的结果，正好是和正确表现反向的。黄色是正确结果，蓝色是反向的。

我们知道，肯定是和cameraToWorldMatrix中，z轴的方向相关，和世界坐标系是相反方向的。

我们只需要改变matrix中z轴的方向就可以了。

已知，矩阵相乘可以看做是一个对另外一个矩阵进行平移、旋转和缩放操作，因此，我们只需要对cameraToWorldMatrix进行z轴相反方向的缩放即可。

Matrix4x4 matrixCam = cam.cameraToWorldMatrix; Matrix4x4 nagtiveZ = Matrix4x4.identity; nagtiveZ.SetTRS(Vector3.zero, Quaternion.Euler(0, 0, 0), new Vector3(1, 1, -1)); Gizmos.matrix = matrixCam * nagtiveZ; // center是平截头的顶端，即摄像机的位置。相对于自己是zero. Vector3 center = Vector3.zero; Gizmos.DrawFrustum(center, cam.fieldOfView, cam.farClipPlane, cam.nearClipPlane, cam.aspect);

最终代码如下：

using UnityEngine; [RequireComponent(typeof(Camera))] public class CameraOutline : MonoBehaviour { private void OnDrawGizmos() { if (this.enabled) { Color c = Gizmos.color; Gizmos.color = Color.yellow; Camera cam = this.GetComponent<Camera>(); if (cam.orthographic) { Vector3 center = Vector3.back * (cam.nearClipPlane + cam.farClipPlane) * 0.5f; Vector3 size = new Vector3(cam.orthographicSize * 2 * cam.aspect, cam.orthographicSize * 2, cam.farClipPlane - cam.nearClipPlane); Matrix4x4 m = Gizmos.matrix; Gizmos.matrix = cam.cameraToWorldMatrix; Gizmos.DrawWireCube(center, size); Gizmos.matrix = m; } else { Matrix4x4 m = Gizmos.matrix; Matrix4x4 matrixCam = cam.cameraToWorldMatrix; Matrix4x4 nagtiveZ = Matrix4x4.identity; nagtiveZ.SetTRS(Vector3.zero, Quaternion.Euler(0, 0, 0), new Vector3(1, 1, -1)); Gizmos.matrix = matrixCam * nagtiveZ; // center是平截头的顶端，即摄像机的位置。相对于自己是zero. Vector3 center = Vector3.zero; Gizmos.DrawFrustum(center, cam.fieldOfView, cam.farClipPlane, cam.nearClipPlane, cam.aspect); Gizmos.matrix = m; } Gizmos.color = c; } } }

先到这里~

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