设计主题
游戏中的主场景是一个四面有墙的场景，桌面上放置有可以滚动的小球和多个小方块，游戏开始后，玩家通过键盘控制球去吃方块，游戏得分会随着方块的减少而增长，当小球吃完全部的方块，得分达到最高，此时游戏结束。
设计思路
本项目设计思路围绕创建一个“趣味桌球游戏”，主要使用游戏对象（Game Objects），组件组成（Components），预设（Prefabs），物理和脚本等多种原理来完成游戏的实现。在本项目的实现过程中，主要通过以下思路和步骤完成游戏的制作：
（1）环境与玩家
a. 设置游戏；
b. 移动播放器。
（2）相机和播放区域
a. 移动相机；
b.设置播放区域。
（3）收集，评分和建立游戏
a. 创建收藏对象；
b. 收集拾物；
c.显示分数和文本；
d.建立游戏。
在本项目的设计与实验过程中，主要遵循的设计思路大致如下：首先需要利用Unity搭建游戏的主场景，例如桌面、四面边界等，然后对游戏中的小球和方块进行创建，并赋予其适当的材质和数据，最后利用程序代码的编写，实现小球的滚动、方块的碰撞和消失、得分的显示等，从而实现游戏的制作。
具体构建步骤
（1）创建项目
打开unity，在Projects中可以查看当前的本地项目或者云端项目，点击New project或者右上角的New都可以新建项目。在Unity中创建一个新的工程，将其命名为“RollABall”，如图5-1所示。
图5-1 新建工程
（2）保存场景
File->save scence，保存游戏场景，保存在工程目录的Scences目录中，命名为Main。进入unity之后，可以看到已经预设的SampleScene和其中的Main Camera（主摄像机）和Directional Light（平行光）组件，直接点击修改名称并使用Ctrl+S保存修改即可，如图5-2所示。
图5-2 保存场景
（3）创建桌面
使用unity的内置GameObject的Plane（平面）类型来作为游戏场景的“地面”，可以在Hierarchy视窗下右键选择3D Object下找到Plane创建，也可以在顶部菜单栏的GameObject下的3D Object下找到Plane创建。当然也可以看到unity为我们创建了很多预置的Game Object，比如3DO bject、2D Object、Effects、Light、Audio、 Video、UI、Camera等等，每一个分类下还有更详细的分类。在Hierarchy视图中，点击Create->Plane，创建Plane元素作为桌面，命名为Ground，如图5-3所示。
图5-3 创建桌面
这里只需要创建一个Plane并将其命名为Ground，可以看到Plane出现在了MainScene中，同时Hierarchy视窗中的MainScene右上角出现了一个*号，这就表示该Scene处于待保存的状态，可以通过菜单栏的File->Save或者快捷键Ctrl+S保存Scene。
桌面创建完成后，选中刚刚创建的Ground，Inspector视窗中就会出现其所有的Components，这些都是预先被untiy设置给Plane的，点击Transform这一Component的右侧的齿轮状图标，可以选择Reset（重置）选项，这样，刚刚创建的Plane的Transform就会被重置为初始值，它的Position会被设置为（0，0，0），这是整个游戏世界的原点坐标，游戏中的所有GameObject的坐标都是基于此原点进行计算的。点击“Reset”对Ground进行数据重置，完成桌面的大小及规模设置，如图5-4所示。
图5-4 对Ground进行重置
（4）小球创建及相关设置
在Hierarchy视图中，点击Create->Sphere，创建Sphere元素作为小球，命名为Player，点击“Reset”对其进行数据重置，完成小球的大小及规模设置，如图5-5所示。
图5-5 创建小球并进行重置
此时小球的中心已经被定位到了（0，0，0）处，为了让小球能在平面上滚动，需要进行相应调整，将小球放到平面上。
观察小球的Transform可以发现，它的Scale的值为（1，1，1），也就是说它的三个方向的大小都为1单位，为了让小球放到平面上边，显然需要将其向上移动半个球的距离。在Inspector中更改相应数据，将position中的Y改为0.5，从而使得小球在桌面之上，如图5-6所示。
图5-6 设置小球数据
（5）让小球成为刚体
为了让小球有滚动的效果，需要让小球拥有一系列的物理属性，物理属性已经由unity内置，选中Player，在Inspector面板中通过Add Component中找到Physics下的Rigidbody即可，如图5-7所示。
图5-7 为小球添加刚体
为小球添加刚体属性以后，在Inspector面板中将小球的质量mass设为1，勾选重力作用use Gravity，如图5-8所示。
图5-8 设置小球数据
（6）创建Material
为了使GameObject美观，我们通常会对其表面进行一系列装饰，而其表面的表现是通过为这个GameObject添加Material（材料）来实现的。接下来为Ground和Player添加最简单材料：纯颜色。
在Assets下新建Materials目录用于管理各种材料，如图5-9所示。
图5-9 创建materials文件夹
然后右键该目录选择Create->Material新建一个材料命名为Background，如图5-10所示。
图5-10 创建background
选中Background，就可以看到它的Inspector面板了，在Albedo（反射率）一栏中可以选择一种颜色，本项目中将桌面设置为深绿色，设置完成后，在下方的预览中就可以看到效果了，如图5-11所示。
图5-11 设置颜色
想要将创建的Material运用在某个GameObject上，很简单，只需要拖动该Material到Scene中的目标GameObject上或者拖动到Hierarchy的该GameObject上即可，如图5-12所示。
图5-12 为桌面赋予颜色
（7）创建C# Script脚本
有了刚体属性的小球需要在控制下滚动，那么对于一个有物理属性的刚体来说，为了能够动起来，当然需要力（Force）作用在物体上，这些有关于如何控制GameObject的方法需要使用脚本（Scripts）来完成。在Assets下创建Scripts目录来管理脚本，在该目录处右键->Create->C# Script创建一个脚本，命名为PlayerController，如图5-13所示。
图5-13 创建脚本
为了让创建的脚本与Player联系起来，可以在Player的Inspector面板下选择Add Component，在其中搜索脚本名字就可以找到该脚本，根据unity的命名规范，喜欢将脚本各个单词使用“驼峰法”并且首字母同样大写的方式。还可以直接将Assets中的脚本拖到Inspector面板下，就可以添加成功。
（8）编辑脚本内容
双击脚本文件或者在Inspector面板中点击脚本的右上角的齿轮图标选择Edit Scrpit都可以打开编辑器对其进行编辑。unity预置好了脚本的最基本结构。所有的unity脚本都继承自MonoBehaviour类，有两个预设函数，Start函数是在第一帧开始渲染前调用，Update函数在每一帧刷新前调用，都是非常常用的函数。
分析游戏需求，项目需要检测用户的输入，并且通过输入的按键来控制小球的滚动方向，检测用户的输入同时也需要识别输入的是哪一个按键，除此之外还需要一些物理学有关的逻辑，这些逻辑当然是每一帧都要进行一次，所以需要将这些逻辑写在每一帧更新都要执行的函数中。
显然可以写到Update函数下，因为Update函数是每一帧刷新前都会调用的，也可以用FixedUpdate函数，它在每一次进行物理学运算的时候调用，每次检测到用户输入都需要进行物理学运算，所以本项目可以将逻辑写到FixedUpdate函数下。
在编写脚本的过程中，首先创建一个对于这个Player小球的引用，这样才能知道控制的是哪个小球，这里小球是刚体，所以创建一个刚体（Rigidbody）的引用，并且需要在第一帧开始渲染之前通过GetComponent方法来找到小球创建刚体的引用，这一逻辑自然就需要写到Start函数中了。然后对用户输入的读取就需要写到FiexedUpdate函数中了，使用Input类的GetAxis方法来获取水平或者垂直的运动轴，这个方法会返回一个float值作为该轴的移动距离。接下来通过Rigidbody类的AddForce方法可以为刚体添加作用力，AddForce方法接受一个三维向量（Vector3）参数，这个三维向量就可以表示力，显然三维向量可以用刚才的moveHorizontal和moveVertical两个变量作为X值和Z值，因为不需要小球在Y方向上移动的，也就是将Y方向的力作用设置为0.0f即可。详细脚本代码如图5-14所示。
图5-14 编辑脚本
经过调试会发现小球的移动速度过慢，为了方便调节小球的速度，只需要在表示力的三维向量前乘以一个倍数即可，为了方便调整，可以设置一个public的float类型的变量speed来调节这个乘积。这里必须说明的是，凡在unity的脚本中被声明为public类型的变量，在unity的Inspector界面中的该脚本的Component下都会出现一个可以设置的值的方框。此处将speed的值设为10比较合理，如图5-15所示，运行游戏就会发现通过键盘的控制，小球动了起来。
图5-15 设置速度speed
（9）设置摄像机
可以发现，Camera的角度和位置都比较刁钻，这导致游戏中看到的画面并不完整，接下来对Camera进行设置，使其能够跟随小球滚动来同时移动。首先调节Main Camera的Position和Rotation使得画面和角度比较合适，比如这里将Position的Y值设为6，Z值设为-6，将Rotation的X值设为45得到了一个较为合适的位置，如图5-16所示。
图5-16 设置摄像机
接下来通过脚本控制Main Camera跟随小球Player一同移动，即在Position上保持相对静止。新建脚本CameraController，并添加给Main Camera做一个Component，如图5-17所示。
为了使Main Camera的Transform的Position和Player的保持相对静止，Rotation并不和其保持一致，可以想到一个办法：设置一个偏移量，这个值初始化为游戏开始时Main Camera和Player之间的Position的差值，然后在球滚动时，每一次滚动都改变Main Cmaera的Position，使其新的Position等于现在球的Position的值加上刚才的偏移量，这样就会在每次球的位置改变时Main Camera都会跟上它的步骤。
图5-17 新建脚本CameraController
显然，偏移量的设置需要在Start函数中完成，每一次球的位置发生变化时的逻辑可以在Update函数中完成，但还有一个更好的选择，就是LateUpdate函数，该函数在每次有GameObject发生变动时才会调用。脚本代码如图5-18所示。
图5-18 编辑脚本CameraController
同时，脚本是加在Main Camera上的，所以Main Camera的Transform可以直接调用，但是球的Transform则需要单独获取，这里可以设置一个public的GameObject量，然后在unity中将球Player拖动到这个量处作为参数即可，如图5-19所示。
图5-19 添加Player参数
这时候运行游戏就可以发现Main Camera的位置随着球的改变而发生了改变。
（10）建立围墙
为了不让小球总是滚落到Plane之外，可以在其四周围建立起一圈围墙，很简单，使用预设的Cube就可以了。为了更好的管理四个围墙，可以先创建一个空的GameObject，如图5-20所示。
图5-20 创建空的GameObject
将其命名为Walls，Reset使其重置位置，然后在其上右键新建一个Cube，并命名为WestWall，这样这个Cube就成为了Walls的子物体。通过Edit菜单的Duplicate或快捷键 Ctrl+D复制出三个West Wall元素，并命名为East Wall、South Wall、North Wall，改变其大小位置，正好放在地板的四面，如图5-21所示。
图5-21 创建围墙
接下来如何调整墙的大小、位置就很简单了，可以在Inspector中直接输入具体数值，也可以直接在Scene中拖动和缩放，就可以得到这个墙体结构。围墙的的相关数据分别如图5-22至图5-25所示。
图5-22 设置East Wall相关数据
图5-23 设置West Wall相关数据
图5-24 设置South Wall相关数据
图5-25 设置North Wall相关数据
至此完成围墙元素。运行游戏会发现小球只能在围墙内活动了。
（11）创建碰撞小立方体
我们在游戏场地中加入一些旋转的小方块儿，然后由球来碰撞这些小方块儿，碰撞之后就加一定的分数。在Hierarchy中创建一个Cube，并命名为PickUp，使其Reset，然后调整一下它的Rotation和Scale，使得其变成一个斜放的小立方体，如图5-26所示。
图5-26 创建碰撞小立方体
（12）添加脚本让小立方体旋转
为了让小方块儿更有趣，可以添加一个脚本让其旋转起来，新建脚本Rotator，并添加给PickUp，编辑此脚本。这个逻辑中是不需要Start函数的，只需要每一帧都让小方块儿转动一下，所以将逻辑写到Update函数中，这里使用Ratate方法，需要一个Vector3作为参数，为了不让旋转过快，可以给每一帧都乘以一个小的时间量。保存脚本，运行游戏可以看到小方块旋转起来了。脚本内容如图5-27所示。
图5-27 编辑脚本Rotator
（13）创建Prefab
把这个设计好的立方体生成一个Prefab（预设体），让它变成一个asset，就可以从prefab创建这个立方体的实例，才能分别控制每一个由prefab生成的实例或者控制prefab本身。在这个游戏中，被小球碰撞到的小立方体会消失，也就是需要更新每一个小立方体的状态，所以需要创建一个Prefab。
在Assets下新建Prefabs目录来管理预设体，只需要将MainScene中的PickUp拖拽到新建的目录下就可以生成对应的asset了，这时也会看到MainScene中的PickUp变成了一个蓝色的图标。此时在MainScene中新建一个空的GameObject来管理所有的小立方体，命名为PickUps，将刚刚的第一个PickUp拖拽到它的上边使其成为其子物体，如图5-28所示。
图5-28 创建预设体
（14）放置更多的立方体
接下来放置小立方体，为了调整一个好的视角，可以点击Scene中右上角的方位标志的Y轴的小锥体，就会调整视角到俯视的角度。
由于立方体是一个斜放的立方体，在原本的坐标轴下很难调整立方体在水平面上的位置，点击右上角的Local变成Global，这样就会在Global的坐标中对小立方体进行调整了，可以看到，小立方体的三个坐标轴变成了只有两个方向的轴，非常方便就可以调整了。然后调整位置复制摆放出12个立方体，如图5-29所示。
图5-29 创建多个立方体
（15）为小立方体涂色
将Material用于Assets中的小立方体的Prefab就可以，找到Assets中的PickUp的Prefab，点击Inspector面板中的Open Prefab，就会在Scene窗口中预览该Prefab，再拖动粉色的Material到上面，这个Prefab就会被染成粉色了，如图5-30所示。
图5-30 为小立方体涂色
（16）为PickUp添加标签
如果小球碰撞了旋转的立方体，那么小立方体就会消失。此处可以通过为PickUp添加特定的标签来识别。添加标签再Prefab上，在Assets中找到Prefab并打开它，可以在它的Inspector面板中发现它还没有添加标签（Untagged），点击Tag后的按钮选择Add Tag…，来添加一个名为PickUp的标签，然后再回到最开始的面板处选择新添加的这个标签，这样PickUp的标签就添加好了。如图5-31所示。
图5-31 为PickUp添加标签
（17）实现碰撞操作
重新编辑PlayerController的脚本，这里将碰撞发生的逻辑写到函数OnTriggerEnter中，这个函数在发生碰撞事件的时候调用，而且用碰到的Collider（碰撞机）作为参数，也就是的Player碰到的Collider。可见，如果要检测到的碰撞，被碰撞的物体需要由碰撞引擎，也就是要有Collider的属性。作为Cube保存的一个Prefab，在创建之初就已经有Box Collider的这一Component了，所以不再需要添加。
OnTriggerEnter函数用其碰撞到的Collider作为参数，现在需要识别这个碰到的Collider是不是一个PickUp了，显然可以使用Tag来鉴别，这里使用gameObject的CompareTag方法来完成，该方法以一个字符串作为参数，返回一个布尔值，如果gameObject的Tag和字符串一致，就返回true。
接下来完成控制小立方体消失的逻辑，很简单，使用gameObject的方法SetActive来完成，这个方法控制的就是在Inspector面板中看到的每一个GameObject前的小对勾，该方法接受一个布尔值作为参数来控制GameObject的消失与显现。具体代码如下：
void OnTriggerEnter(Collider other)
{
if (other.gameObject.CompareTag(“PickUp”))
{
other.gameObject.SetActive(false);
}
}
此时运行游戏，在小球碰到小立方体的时候，小立方体并没有消失，这里的原因需要一定的Unity对与碰撞到原理。
Unity将Collider（碰撞机）分为静态碰撞机（Static Collider）和动态碰撞机（Dynamic Collider）两种。静态的碰撞机比如墙面、地板等一些列静态的物体，与他们碰撞时，不允许两个Collider相互重合，也就是说会发生反弹，而为了让碰撞能够实现，需要将立方体设置为动态的（Trigger）触发器，成为Trigger的Collider是可以被穿过的，这样才会引发“碰撞事件”的逻辑。
找到PickUp的Prefab，在它的Box Collider的Component中有个Is Trigger勾选项，勾选Is Trigger选项，这样它就成为了一个触发器，如图5-32所示。
图5-32 勾选Is Trigger
此时运行游戏可以发现，小立方体在受到碰撞后消失。
（18）添加计分机制
接下来添加一个计数器，需要编辑PlayerController脚本，声明一个int类型的变量，在Start函数中初始化为0，在每一次碰撞到小立方体后都增加一。在Hierarchy面板中右键，选择UI->Text，就会创建一个UI组件，但是我们会发现其实Text外还有一层Canvas（画布），下方还出现了一个EventSystem，这些都是Unity为我们自动创建的，这是因为所有的UI元素都必须是一个Canvas（画布）的子元素才能正常工作。这里将Text命名为Count Text，如图5-33所示。
图5-33 创建Count Text
调整Text的位置，在Inspector面板中，可以调整Text显示的内容，字体的样式，字体颜色以及这个UI组件的位置，先把文字显示改为Count Text，接下来改变其字体颜色为白色，如图5-34所示。
图5-34 设置CountText的属性
找到Inspecctor的Rect Transform，可以看到UI的Transform和一般GameObject的定位方式不同，这个位置的确定是相对于游戏屏幕的，点击左边的这个方框，展开位置选择的面板，根据提示：按住Shift键选择中心轴（pivot），按住Alt键选择位置（position）。同时按住Shift和Alt键，将Text放到Canvas的左上角。这样就可以看到Count Text放置到了Game窗口的左上角。接下来可以改变Rect Transform的Pos X的值和Pos Y的值让Count Text稍微离左边缘和顶部边缘一段距离，如图5-35所示。
图5-35 设置分数显示位置
（19）编辑脚本显示分数
接下来当然是将分数显示到Text中，继续编辑PlayerController脚本，首先需要添加新的Namespace。然后自然需要创建一个Text变量来表示CountText的一个引用，将此Text变量声明为public的类型，为了可以在Inspector中对其进行直接的赋值。接下来要初始化CountText中所显示的文字，使用Text的text变量即可，在Start函数中进行初始化，然后再每一次碰撞到小立方体的时候再重新更新Text的内容，保存脚本回到Unity，将CountText拖动到Inspector中新产生的这个Text变量处来实例化即可。
（20）添加游戏成功提示
当所有的小立方体都被收集后，再屏幕中心显示“You Win！”的字样，这看起来就很简单了，同样是：添加一个新的Text组件、命名、改变字体颜色大小和位置、在脚本中新建一个Text变量、在Start函数中将其初始值设为空、满足count值大于等于8的时候即显示“You Win！”、将新的Text拖动到Inspector面板中的变量处，如图5-36所示。
图5-36 游戏成功提示
PlayerControler的脚本代码如图5-37所示。
图5-37 PlayerControler脚本代码
（21）Build游戏
Unity创建游戏的平台非常广泛，在无需任何其他插件的前提下，可以创建Windows、Mac和Linux平台下的游戏，这里创建一个Windows平台的.exe文件。
先保存Scene，然后选择File下的Build Settings…。
默认即PC，通过Add Open Scene来选择需要创建的Scene，不过本游戏只有一个Scene，不进行选择也是可以的。点击Build，选择要保存到目标目录，然后稍等片刻，就会得到了最终的.exe文件，如图5-38所示。
图5-38 Build游戏
成果展示
运行游戏，会在左上角显示当前得分，可以利用键盘对小球的运动进行控制，从而碰撞使得方块消失，如图6-1所示。
图6-1 游戏运行结果
当游戏成功时，会在左上角显示当前得分，并在中心部分显示“You Win!”提示玩家游戏成功，如图6-2所示。
图6-2 游戏成功效果