基于Unity3d游戏引擎的科普类游戏的设计与开发

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science

games

based

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unity3d

game

engine

内容摘要随着现代城市化的发展，保护城市的要求迫切的需要执行。并且随着人们的生活质量提高，产生的生活垃圾越来越复杂。如何懂得分类生活中的垃圾，如何让垃圾有效的回收使之重新变成资源成为一个严峻的话题。因此对于游戏设计者来说，本文对于垃圾分类这个举措研究一款科普性极强的unity3d游戏。不仅能让大众体验在3d场景中带来的乐趣，还能让玩家懂得垃圾分类的知识，了解垃圾分类的真正重要性。当然，垃圾分类小游戏不仅仅是当下的热门话题，更是要引起大众的共鸣。因此本游戏的定位在于具有现实意义的垃圾分类游戏，目的是希望能在现实生活中能够真正投放的垃圾分类功能车并且让人们轻松的掌握垃圾的种类。让所有居民能够真正落实到垃圾环保的举措当中。此论文在于真正传播正能量、净化生态环境产品方向，用正能量游戏的方式回馈社会。让人人都能成为城市的环保小能手。关键词：Unity3d垃圾分类科普现实意义

AbstractAlongwiththedevelopmentofthemodernurbanization,protectthecitydemandsurgentlyneedtoperformandwiththeimprovingpeople'squalityoflife,thelifegarbageismoreandmorecomplicatedhowtounderstandtheclassificationofgarbage,howtoletthejunkeffectiverecyclingtobecomenewresourcesbecomeaserioustopicforgamedesigners,therefore,thisresearchforgarbagesortingthismoveastrongsciencepopularizationofunity3dgamenotonlycanletthejoyofthegameofthemassexperiencein3dscene,alsocanlettheplayersknowthegarbageclassificationofknowledge,understandtherealimportanceofgarbageclassificationGarbageclassificationofsmallgame.Ofcourse,isnotonlythecurrenthottopic,butalsotoresonatesopopularpositioningofthisgameistohavethepracticalsignificanceofgarbagesortinggame,hopetobeableto,andinthereallifecanreallymakepeopleeasilymasterthispaperliesinthetypesofwastereallyspreadpositiveenergypurificationecologicalenvironmentproductdirection,usepositiveenergytoplaythewaytogivebacktosocietyletanyonecanbecomeacityenvironmentalprotectionsmallexpert.Keywords:unity3dgarbageclassificationsciencepopularizationandpracticalsignificance

目录TOC\o"2-3"\h\z\t"标题,1"第一章 绪论 绪论1.1研究的内容本文是研造一款以Unity3D的——结合2dToolKit开发的科普识别类游戏，其中了解垃圾处理的程序后，其过程繁琐且效率不高，针对这一情况在游戏中设计一款新型的垃圾车，并且能够真正投放在现实生活中的一款垃圾车。另外，在研究报告指出，市民对于垃圾分类的小知识还是比较少，为此，来做一款科普垃圾分类的小游戏。本次设计需要运用到的Animator与Animation的联动动作系统，UGUI系统，EventSystem混合处理Physics，3D与MAYA结合模型制作、AI图标图形设计，PS图像处理，等多种技术相互磨合，研制出一款具有高可玩性及高体验感的多维度游戏。具体游戏的设计是仿真实垃圾分类的场景，让玩家在游戏中体验到真实垃圾分类的工作。并且，多次体验过后会认清楚更多容易混淆的垃圾。直接反应出垃圾分类的必要性。让玩家知道垃圾分类的真正重要性。1.2研究背景及现状城市化的不断加进，并且市区人流不断上升。产生的多种垃圾也越来越多。垃圾分类成为时下热门的话题，同时也成为一个严峻的问题。如今中国早已成为产生垃圾的大国，是世界第一的垃圾制造大国。每年以8%的速度逐年上升。许多地方，因为垃圾成堆，也未能及时处理。导致许多垃圾被冲进人们的生活视野里面。最后，我们的城市，会因为垃圾太多而被堆满。现在，产生的垃圾越来越多样化，复杂化。一旦处理的不妥善。便会污染人们的生活质量。最让人触目惊心的是由于垃圾没有得到处理，广东省的某一个村里面，村民因为饮用被剧毒污染的水源，400多个村民因此患病死亡。因此垃圾分类工作，刻不容缓！迫在眉睫！需要处理的垃圾越多，也就需要人们从源头上进行分类。从上海实行史上最严厉的垃圾分类政策开始，中国各省也纷纷学习。但垃圾分类工作仍存在很大的问题。其一，没能够有效进行垃圾分类的举措。尽管在很久之前，已经有相关环保人士曾提出垃圾分类的做法，但只是呼吁的做法，并没有真正落实到每家每户的规章制度。第二，垃圾分类的工作缺乏系统性的流程，各城市的分类并不统一，导致市民在进行垃圾分类时容易混乱。第三，市民对垃圾分类的举措参与性不高，习惯没有更改。在垃圾分类这项工作中，市民是工作中的核心。如果未能过唤醒到市民垃圾分类的意识。那这项工作就很难进行下去。由于出生在广州本土，所以本论文的调查情况来自广州。我们了解到，在广州这座一线城市中，很多厨余垃圾分类的情况并不是那么理想。垃圾分类方法知识的普及率低，其中最重要的一个问题是城市里的垃圾回收线路分配不合理。具体如下图1-1所示：图1-1区垃圾分配线路各级城管部门管理广州城市生活垃圾，以上是广州市的收运模式。垃圾运输车则管理各区的生活垃圾的清扫，运输等繁杂工作。这其中的清运模式繁琐且复杂。尽管许多新型城市垃圾车孕育而生，但仍然不能解决垃圾全分类，依然存在低效率处理的问题。并且有害垃圾处置管理得不到治理。因此，垃圾分类工作依然严峻。另外，现市场的垃圾分类小游戏较少，多为2D小游戏。虽分类但不精细。并且随着越来越多的城市实行垃圾分类举措，人们的垃圾分类意识越来越强烈。需要更多有趣好玩的游戏。并且真正落实到每个人都掌握垃圾分类的知识，做到从自己做起才算真正完成这门工作。2014年的国家文化产业政策上表明，支持鼓励创新，扶持人才，开放市场准入，绿色导向，完善服务的文化产业。因此，政府会对这一方面的健康积极的游戏更加注重。1.3研究目的及现实意义垃圾尽管很不招人待见，但是却与我们的生活息息相关。如今，垃圾分类的工作每个城市严格的遵守着，这是一项关系千家万户的系统工程。做好这个工作，不但要看人们分或不分的行为，更要关注这些行为背后的各种社会关系的变化。习近平总书记曾指出，推行垃圾分类，最关键是要加强科学管理、形成长效机制、推动习惯养成。这是指导垃圾分类工作的总原则。垃圾分类游戏的目的是为了让大众了解并且掌握这些垃圾分类的知识与方法，从游戏到现实中落实。而科普游戏是通过小游戏的普及形式，挖掘科普资源，顺应理念转型，丰富教育手段，进而提升科普效果的一种重要途径。市场中，虽然有很多垃圾分类的游戏出现，但在我们的游戏中，我想传达给大众的更多的是准确，易懂，易做的垃圾分类知识。如今不仅城市，农村里的垃圾也非常多。在城市里。市民看到垃圾车都会掉头就走，但又有谁知道垃圾车在我们生活中充当了一个怎样的角色。广州市在很久以前就已经投放使用垃圾车。垃圾车的出现，无疑给城市环保工人减去了不少的麻烦。不仅如此，很多垃圾还能变废为宝。由此可见，在垃圾处理这一过程中，垃圾车充当了重要的角色。根据广州市对各种垃圾处理的方法中，处理方法如图1-2所示：图1-2垃圾处理方法因此有了新型垃圾车的想法。在游戏中，我们设计搭建了一个城市和一辆全自动的垃圾车，然而这辆垃圾车，具有非常多的功能，能识别城市中的垃圾桶，垃圾车的车身上面有一个强力吸垃圾器，能够在水泥路上吸收多种垃圾。当吸收的垃圾时，环卫工人可以将其分类。不同类的垃圾不同的做法。由上图的思维导图可以看出，可回收垃圾通过加工后可再回收利用。但有害垃圾需要经过专业处理。第三类厨余垃圾，也是饭店与每家每户都能够产出的垃圾。可以联合厌氧发酵处理。在垃圾箱里装上太阳能，让其用于发电。厨余里的干湿垃圾也要分清楚，干垃圾可以用于焚烧发电，湿垃圾用于厌氧发酵。如此一来，垃圾经过处理，变废为宝。既不污染，还能大有作用。也减轻了环卫工人的负担。这种垃圾车如果能够发明出来，城市和农村都能够投放使用。只有当垃圾最终被减少并无害化时，它才是真的有效分类。在此基础上，我们针对危险废弃物，选择有资质的企业进行无害化处理并实时跟踪检查，确保无害。湿垃圾可以发电，干燥垃圾应焚化。焚烧过程中产生的烟气再加工后的水蒸气可以用来发电，最后的残渣可以用来发电也可用于堆肥和再利用。这样子的新型垃圾车，不仅大大减少了城市压力，减轻环卫工人负担，更变废为宝。相当于一个自动垃圾机器人。如今，5g时代来了，这样子的发明我相信不久就会到来。1.4章节安排第一章绪论阐述本课题的研究目的，研究背景、研究意义。最后说明垃圾车在我国使用的意义。第二章将会简要的介绍整个课题研究开发中需要用到的主要软件、插件、平台进行了解介绍，并且分析在研究开发中使用这些软件、插件、平台的好处。第三章则是对整个课题研究进行分析，如具体实现需要如何进行设计架构、最终游戏需要的功能、玩家基本操作的逻辑等。当然还说明了游戏的整体设计，对玩家的操作实现进行一个较为全面的介绍。主要对玩家如何进行操作的原理进行了阐述，以及在这过程中动画的效果时如何同步的、动画的效果时如何生效的。第四章是对整个项目需要功能进行设计，并且对游戏中的UI、动画制作过程进行解析。如问答题的实现，物体随机掉落的实现。时间倒时器的实现等的制作。最后还有场景中的垃圾车的动画的实现。第五章将测试整个游戏在实现功能之后的性能表现，解决BUG、资源占用以及每个设计的功能是否与现实不符。第六章则是对整个课题研究进行总结与展望，并且对这次的项目课题说明难点所在。阐述自己项目的创新点及不足。

技术与工具平台2.1Unity3D引擎 Unity3D是UnityTechnologies开发的跨平台实时游戏开发引擎[1]，截至到2019年，Unity3D支持接近三十个游戏平台。Unity3D于2005年6月在苹果公司的全球开发者大会上第一次亮相，当时仅作为支持OSX的游戏引擎。Unity3D是一款三维开发且具有易用性、实时性、可视化程度高等优点，最新的稳定版本为Unity2018.3.12，发布于2019年4月8日。2.2VisualStudioVisualstudio2017（以下简称VS）是微软独立推出的开发环境。它支持最新的集成开发环境。Vs还带来了netframework4.6、microsoftvisualstudio2017CTP和207，并支持MicrosoftSQLserver、IBM、Oracle数据库等，它的到来预示着新的突破和挑战。Visualstudio2017在一系列新功能和精简软件内容方面有很多值得注意的地方。2.33Dmax 基于PC系统的三维动画绘制与制作软件。有较强的角色动画能力。在应用范围上非常广，包括在广告、影剧、建筑设计、三维动画、游戏等领域。本次项目设计的场景模型都是由3DMAX制作完成的。2.4AdobePhotoshopPS称之为AdobePhotoshop，是Adobe发布的图像处理软件，它有许多编辑和绘画工具，并且能完美的制作图像。PS具有图像、图形、文本、视频、出版等多方面的功能。在这里，当我们展开uv时，我们使用它为模型上色。2.5AdobeIllustratorAdobeillustrator，也就是我们日常用的“AI”，是在多媒体和图形上都用作插画的作图软件。AI凭借着强大的图像编辑工具，在海报、商业插画、排版等多个方向。它还可以为生产线牵伸提供高精度和控制，适用于任何小规模设计到大型复杂工程的生产工程中。2.6UGUIUGUI是unity的官方UI系统，它集成了所见即所得UI解决方案。它功能丰富，使用方便，源代码也是开放的。经过多次测试，我们推出了一个新的UI系统，一个更加灵活、快捷、易用的可视化游戏UI开发工具。UGUI在吸收第三方插件优秀编程思想的基础上，集成了强大的unity内部技术体系，使UGUI成为非常优秀的UI开发技术和标准。与unity引擎无缝集成。以及更强大和易于使用的屏幕自适应能力。2.7ToolKit2dtoolkit是一个2D开发组件，具有很强的灵活性和适应性，使开发人员能够在unity环境下开发2D。2D工具包基本上没有学习阈值。它有一个可编写脚本的动画编辑器和一组具有unity平台功能的组件，可以完美地呈现像素。2D工具包可以完全支持unity4，这对于开发和建立2.5D场景也是非常有效的。游戏策划3.1游戏基本规则每一关都需要前面关卡通过才能进行。第一关一共10道题，每道题答题时间为10秒，如果超过时间，即为错误。答对6道题以上即可通过。若少于6道题，则重新回答新一轮的10道题。第二关垃圾分类，随机掉落垃圾图标，掉落速度会随之加快。后台记录回答正确的垃圾图标数量。当4类垃圾后台记录满10个时，即可通关。第三关垃圾回收。并且成功找到处理垃圾的垃圾厂。在城市上回收垃圾，每个垃圾选择投放时间为3秒，3秒后玩家没做出选择后视为放弃。后台记录数据，在找到小黑屋前需要分类好一条街的垃圾。若达不到数量，则视为游戏失败。3.2游戏风格设计影响游戏风格是多种元素的，包括配色、明暗、与透视。目前市场上的小游戏多以卡通风格为主。由于本次项目主体为科普类的垃圾分类游戏。所以整体风格确定为可爱的卡通风格。场景中的城市与垃圾车都以卡通模型为主。游戏场景设计成具有广州本地场景建筑，色调风格采用简洁明快、活泼生动的颜色，配色以轻松欢快的游戏音效，营造出愉快的游戏场景。本次项目的游戏风格是配色以绿色为主。场景为卡通风格为主，明暗统一为亮色。整个UI的文字、画面呈卡通风格。音效搭配轻快的歌曲。因为卡通风格场景，大多借助色彩，在绘制材质纹理时，无需过于精致，因此我们在这里采用卡通风格。3.3关卡的设计3.3.1第一关知识问答第一关是以选择题为主的知识问答，为了知道居民对垃圾分类的知识了解多少，我专门在我家小区的居民进行调查，看看她们是否对垃圾分类正确。70个人当中，其中完全分类正确的有20人，其他50人均容易混淆。特别是其他垃圾和厨余垃圾。不仅如此，根据问卷调查显示，居民对一些垃圾分类的了解程度上看，不太了解的人数占比是47%。掌握程度具体如下图3-1所示：图3-1居民对垃圾分类知识掌握程度由此说明，居民对垃圾分类的知识较为薄弱。那如何让居民掌握垃圾分类的知识呢？这里游戏的第一关就是以选择题为主，不断的普及垃圾分类的知识，一共有10道题，玩家需可答对6道题以上才能够进行下一关。如此反复普及，增强概念，娱乐性的学习更加的印象深刻。在广州，垃圾可分为四类进行分类。与上海的分类不同的是，广州除了可回收垃圾和有害垃圾与上海一样之外，广州另外两种是厨余垃圾和其他垃圾。而居民经常把其他垃圾与各种类的垃圾把它们混淆，在进行垃圾分类的时候就容易投放错误。比如树叶、还有玻璃瓶等是属于哪种垃圾呢，关卡的一开始是为玩家提供各种环保小知识，当知识量达到一定程度后，开始提供选择题。为此我做了以下的调查：人们容易混淆的冷门垃圾有以下几种。各种餐厨垃圾，如粽叶、玉米衣、甘蔗皮。虽然它们是易腐的生物质废物，但在实际处置过程中，处置厂是看不到的。由于其纤维长、韧性好，大量进入处置设备处置设备，可能损坏设备，或缠绕关键部件，影响设备正常运行，因此应将其丢弃在干燥的垃圾桶中。贝壳有不同的种类：椰子壳、榴莲壳和核桃壳。这些贝壳坚硬，不易腐烂。分解是非常破坏性的。处理设备的刀片经常被卡住，应丢弃在干燥的垃圾桶中。核包括桃核、李核和菠萝果核。这些也容易损坏机器，对堆肥有害。也应将其丢弃在干燥的垃圾桶中。各种骨头也分为干骨头和湿骨头，类似于鱼骨、鸡骨、鸭骨、虾壳等都属于湿垃圾。猪、牛、羊的大骨头属于干垃圾。许多人把光碟当作塑料制品。他们认为这是可回收的废物，但这是干废物。花卉、植物、树枝、树叶和蔬菜的残骸属于同一类垃圾，即“厨余垃圾”。因此，应该把它们扔进厨余垃圾里。喝完的牛奶盒属于资源性废弃物，可以回收循坏利用，将牛奶盒撕开；把盒内的残渣清除干净；将牛奶盒清洗乾燥；将干净的牛奶盒整理成碎片并捆好，这样才能扔进资源型垃圾桶。并于指定日期送至指定回收点。旧纸盒和旧报纸一样，也需要拆开、堆放和用绳子捆起来。人们吃的口香糖和用过鼻涕的纸巾都是属于干垃圾。但湿纸巾由于不易降解，属于干燥废弃物。指甲油、过期药品和化妆品、水银温度计、电池和薄膜都是有害废物。当然，在这一关当中，不仅可以科普垃圾分类的知识，还可以科普其他环保小知识，比如世界环保日是哪一天。在前一段时间爆发的疫情，带给我们极大的教训，也可以把防护疫情小知识放在知识问答中，提高人们的环保防护意识。因为这次的疫情让我们付出了沉痛的代价，我在设计自己的游戏项目时，决定让普及更全面，虽然垃圾分类是必须，但防疫知识也是非常必须。温馨提示，这一关更有时间倒时器，这样的设计让玩家更有代入感，迫切感。通关要求：抽取10道题选择问答，答对5题以上即可通关，超过时间当作答错。3.3.2第二关眼疾手快游戏的操作非常让玩家容易上手，有了上一关的知识储备后，再把随机掉落的垃圾图标，拖拽到相应的垃圾桶里，界面提供了四个垃圾桶，拖拽垃圾图标到相应的垃圾桶。成功配对则算一个，所有种类成功投放10个后通关成功。注意，游戏后台会记录成功投放的垃圾数量。不仅如此，掉落的速度也会慢慢的加快。通过反复练习，趣味游戏，来加深玩家对垃圾分类知识的印象，第一关是初试牛刀，这一关就是真正考验手速和记忆力。有助于锻炼玩家的专注力和记忆力。通关要求：当上方的垃圾桶记录数量4类，每一类达到10个即可通关。一共随机掉落50个垃圾图标。分类错误或掉落在地的会马上消失不计入总数量。3.3.3第三关垃圾分类从2d的游戏场景来到3d的游戏场景，然而这个3d场景是根据广州的某一个地方特点去模仿建造的，有广州的小蛮腰，还有各区各街道的地方特色，在这一关，玩家可通过操纵WASD按键来控制垃圾车移动，城市里有各种各样的垃圾，清除一个垃圾都要分类，玩家需要判断是哪一类的垃圾，游戏会弹出UI让玩家做出选择。选择有时间控制，如果没及时分类，垃圾就会自动掉落。在玩家到达终点时如果垃圾分类数量没达到要求，则通关失败。在这个喧闹的城市里，你又能通过自己的一己之力清除多少垃圾呢？这一关让你知晓。通关要求：在有限的时间内清除一定数量的垃圾（成功分类）并且成功找到游戏提示的地方把环保车停放好。3.43d场景的设计3.4.1模型的搭建现如今，3d游戏场景在游戏市场里具有非常好的前景，并且独特的卡通风格为许多玩家所接受。大型游戏场景里面包含着多方面的内容。精细的模型在制作过程中，从原画设计建模开始，第一步是UV展开，第二步贴图绘制，第三步是寻找适合的材质赋予，最后一步场景集成。完整的作品才能呈现出来。我们这个游戏需要一个大的卡通风格的城市。城市模型：首先搭建城市的模型，在不同视图窗口，并且由不同的视觉，调整点的位置，来使得模型发生变化。在这个制作过程中，要注意城市与城市之间的模型比例。并且最后精简面数，不宜出现较多面数的模型。这样子的模型才会占内存少，在游戏运行起来较方便。城市搭建完成如下图3-2所示：图3-2模型未贴图前图3-3模型贴图后垃圾车模型：这一个模型是根据现阶段的垃圾车的研究，对其进行提升改造，垃圾车是自动控制，但是还是需要设计一个座位在前面，要做到半人工半自动，才不会让智能完全代替人类。其次，有几个按键能够控制垃圾车的动作，对驾驶的部分，车身，提升倾倒装置，车厢进行了创新。这一种垃圾车能够对不同种类的垃圾进行独立收集，运输，分类，提高垃圾的利用率，节约了部分资源，并且减轻环卫工人的压力。提升了倾倒装置，这也大大的降低了人们的劳动力，不需要再人工将垃圾进行逐层分类。并且在放进垃圾厂时自动倒入。在我国城市中的垃圾车，一般属于多类收集，垃圾分类的不全面，并且对可回收垃圾的利用率非常低，造成了浪费资源，因此，在这款垃圾车中，设置了按功能使得自动识别，自动抓取，自动提升，根据不同分类的垃圾桶倾斜到不同的收集箱里。垃圾车的车架与驾驶部分连接，车厢装置在车身上，这样子让收集箱向外翻动时连接在驾驶位置上，提升倾倒装置同时也在上面，并且根据垃圾桶的大小设置的倾斜高度，升降弧度，固定垃圾桶。让垃圾准确导入垃圾车厢里。垃圾车模型搭建完成具体如下图3-4所示：图3-4垃圾车的搭建图3-5垃圾箱的多种功能垃圾箱的设置也很巧妙，在这里设计的垃圾箱，因为分类四个种类的垃圾，因此设置了4个垃圾箱来装置，4个垃圾箱独立工作，并且在超声波传感器与颜色传感器进行垃圾分类。用于回收城市里中投放的垃圾桶里面的垃圾。并且，环卫工人在清扫完垃圾把车开回垃圾厂后，各垃圾箱分别工作，部分太阳能发电，部分分类倒入不同的垃圾回收的地方里。3.4.2展开UV并绘制基本模型建完后，再来贴图这一步。因为我们只需要色彩搭配的场景居多，因此，只有少量标志性的模型需要进行贴图。在3dmax中我们首先展UV，但需要注意的是模型的每一个小地方，这些地方一旦处理不好，就很容易损坏模型结构。待拆展完UV后，借助棋盘格进行检测，确保UV的比例缩放，摆放整齐。最后用PS导入UV图，UV图层应置于顶层，纹理应按原画设计，熟悉纹理画的方向，然后给出纹理材料。导出JPEG格式。展开UV如下图3-6所示：图3-6UV展开并摆放图3-7贴图上色3.4.3材质赋予在3DMAX材质编辑器中，导入图片并将其指定给着色器，然后将其指定给模型。在这里需要注意，虽然网络上也有很多各类各样的材质球，但我们的垃圾车需要的是较逼真一点的材质，反射光要高一点。才能显得这个模型的逼真，让玩家在游玩的过程中觉得场景的卡通但车确实生活中常见的。垃圾车赋予材质如图3-8所示：图3-8垃圾车贴完图后车门还设置了两个手柄，用来人工拾获垃圾进行分类。因为一旦投放到城市街道里，需要考虑的因素当然也是占地小，不阻碍人们日常生活为前提。因此这里设置的手柄小巧灵活运用，除了城市里的垃圾桶需要清理，自然掉落的树叶，花瓣之类的垃圾也需要清除。因此手柄是有吸附的功能。垃圾模型：在城市中的垃圾，采用网上参考的垃圾模型，搭建在我的场景中。3.53d动画的设计三维的动画对于一个模型来说，也是非常有考究的话题。现阶段的游戏行业还是以3dmax软件来制作模型游戏动画。本次项目以3dmax来制作垃圾车的动画。在动画当中，以移动，翻转等行为为主。垃圾车在启动的时候，自然有一个车轮滚动的动画。需要结合运动规律，深入理解车轮与车身在移动的时候个车轮旋转的弧度。在玩家收集到垃圾时，垃圾箱自动打开的动画，在这个动画上面，需要考虑到打开的关键帧数的布局。通常我们设定好开始和最后循环的一帧动画，以及中间的姿势。这样子去调整每一帧的节奏和姿势。在垃圾箱翻盖的动画里，给关键动作设定特定的时间调整，再进行关键过度帧的制作。调整了动画关键帧之间的过度之后，由之前生硬的动画变得更加符合运动规律。当然这要参考一定的运动原理，去模仿制作。最后一步，细化和修改。对整体的动画进行一次修正。这样让垃圾车在运行当中更加灵活，更加具有生命力。如此一来，让整个游戏更加的流畅。在制作动画的过程中，需要有本游戏独创的特点，也需要符合原有的运动规律。做出来的动画才是更具有生命力。图3-9动画打开图3-10动画合上3.6UI的设计在选择UI引擎方面，虽然有犹如NGUI等强大的第三方UI引擎，但随着Unity的开发，UGUI也逐渐成为了主流，并且借助官方的描述文档使得UGUI完全部署第三方UI引擎。因为我们的游戏是一个提倡环保、绿色、健康的科普类游戏。因此我们在设计中，采用绿色系的颜色。结合玻璃绿与草绿色渲染一种清新、健康、青春、活力的主题，为了凸显我们环保的主题，中间增加了一个环保标志来丰富我们的画面感。另外中间加了一个地球来表明我们只有一个地球，保护环境人人有责。从垃圾分类做起，从自我做起。字体用AI来设计卡通字体，整个创意由个人所设计，logo也是自己设计的。皆是原创元素。点击屏幕即可进入游戏主界面。用环保的绿色为主调。卡通的垃圾桶左右两边摆放在文字中。让整体视觉效果看起来进入的是一个卡通风格类的环保游戏。游戏分三个关卡，功能按键统一摆放。让用户体验感极强。这样的视觉效果和用户体验，才能更好地吸引玩家的注意力。图3-11：游戏封面图3-12UI框架设计首先根据上图的3-12的思维导图来设计游戏界面。好的游戏需要具备一个美观大方的UI，通透的UI界面能让整个游戏灵活起来，还可让新手玩家增加了上手度。并且，游戏界面不能太复杂，游戏中的各个要素和功能都是讲究实用的。在开始界面中，开始游戏按钮由三个主按键，分别是知识问答，眼疾手快，垃圾分类。用来进入场景，当通过鼠标按下该按钮，就可以载入所要进行的游戏。玩家把鼠标移动到按钮上方或移出时，按钮会有相应的颜色状态变化。右上方有两个选项按钮：用来进入游戏设置界面。当按下选项按钮的时候，到游戏设置界面。玩家可在设置界面设置背景音乐大小等。完成设置按钮：当玩家完成所有设置时点击，退出按钮：用来退出游戏。三关不分先后，玩家想进入哪一关就去哪一关。UI界面如下图3-13所示：图3-13菜单栏图3-14第一关设计在游戏的基础界面中，应当做到尽量的简单，让玩家体验最直接的游戏。所以在游戏UI界面搭建时，我只选择了后台记录数据的垃圾桶、垃圾桶栏、设置，还有随之掉下的垃圾图标。加之在提示时才显示NPC提示。图3-15为第二关UI设计：图3-15第二关设计游戏实现4.1知识问答中选择题的实现模型场景搭建完成后，当然就是让场景动起来，unity与其他的写脚本的平台不相同。在unity里面，如果让脚本程序运行的话，将脚本挂在对象上为主要途径。如此一来。脚本中的方法在特定情况下就会被执行，实现给予物体的特定功能。首先我们创建脚本。 首先执行Assets→Create→C#Script或JavaScript

菜单命令创建一个空白脚本，将其命名为FirstChanllenge，这里我们以C#Script为例如下图4-1所示：图4-1执行的命令我们在第一关时，用一个FirstChanllenge作为类。先初始化问题。最后问题，选项，答案分成三个类。在程序开发中很多需要用到时间倒计时的功能。首先定义一个总时长的Timer，当问题出来的时候，即刻启动。以下代码注释了每一个变量。使用鼠标点击事件，如果玩家点击的答案是正确答案，则下一题出现。如果答错了或超时了，则下一题出现。图4-2时针倒时示图4.2UI分类垃圾实现当trigger与rigidbody发生碰撞时，即垃圾车与垃圾发生碰撞时，UI出现，player选择完后自动摧毁。voidStart(){p=GameObject.FindGameObjectWithTag("Player");}//UpdateiscalledonceperframevoidUpdate(){_pz=p.GetComponent<Move>()._pengzhuang.gameObject;}publicvoidonbutton1(){if(p.GetComponent<Move>()._pengzhuang.tag=="其他垃圾"){Destroy(_pz);//检测碰撞物是否为其他垃圾，是的话摧毁它，否则关闭UI界面}huabu.GetComponent<_uicanvas>().t=0;huabu.active=false;}4.3随机出现的垃圾当进入到第三关时，垃圾的相对位置临时被记录，用世界坐标transform.osition4.4垃圾车移动及碰撞物体的实现 首先给垃圾车定义一个类，移动的速度，射线检测的位置，碰撞体。各种类被定义了后开始编写。当物体移动时用Physics.Raycast()表示射线，以下是在垃圾车水平移动之下但又在垂直移动的if语句之上。当光线碰撞到垃圾时检查光线投射的距离。如果碰撞距离在车附近，那么车停在地面，与任何碰撞体发生接触都会返回true。否则返回false。当射线碰撞到的是plane时，鼠标点击位置赋给最后的位置。最后的endPosition保持高度不变。图4-3车子移动判断碰撞物体是否是垃圾，若为垃圾，则控制拾取按键Keycode，当按下空格键后，UI弹框打开判断种类。创建的弹窗口，在这个对象上附加有几个按钮控件，第一步是创建一个新的图像。具体弹出UI实现如图4-4所示：图4-4拾取弹出UI分类图游戏测试5.1游戏的打包和导出 游戏的demo已经基本完工，下一步就是将游戏导出来，打开unity上选择File->BuildSetting，步骤如下图：在左下角的导出模式中可选PC,Android,ios模式等。选择好导出模式之后，点击Build就可以实现打包发布了，此时生成一个exe可执行文件，一个Data数据文件夹。具体如图5-1所示：图5-1文件打包 5.2功能测试找到上一章打包好的游戏双击打开，在Graphics窗口可以选择游戏的分辨率，在Input窗口中可以调整游戏的按键。接下来单击Play按钮，游戏就开始运行了。经过测试，鼠标可以正常与屏幕进行交互，这时候知识问答开始，时间开始倒计时，垃圾分类的选择题出现。选择正确则下一题，选择错误，正确答案提示。第二关也畅通无阻，游戏失败和胜利都正常跳出游戏结束UI界面。各个快捷键的使用均无异常，游戏基本功能都已实现，运行顺畅不卡顿。本次测试主要以人工试玩测试为主。由于开发过程中有可能出现未预测出现的BUG，所以直接试玩是最直接的测试BUG的方法。本次测试从游戏的各个性能方面进行测试，包括编译测试，界面UI等性能。如表5-1所示：表5-1功能测试性能测试测试内容1测试内容2测试内容3测试结果编译测试Unity的编译测试通过界面UI设置游戏开始界面菜单栏状态通过场景模型2d移动控制3d场景穿模现象垃圾车动画通过菜单栏状态后台记录数据对应数据通过Timeline功能时间倒计时通过画面显示效果2d画质转3d通过5.3用户体验当性能测试完成后，应该要让这个游戏让更多玩家去体验，才能从其中得到更多的实质感受。解决游戏中出现的问题，并且探讨更多真实的玩家需求。及时改正，时刻辅助游戏的完善。对本游戏的出发点明确，才能更好地进行测试。当游戏完成后，发送至同学们让其进行体验。其中对记忆价值，意义感受，兴趣认知等进行测试。如表5-2所示：表5-2游戏体验测试内容易用性趣味性操作感情绪体验系统模块设置合理玩法鲜明玩法规则容易上手故事情节紧凑操作反馈每一关做完有相应的操作提示提示快易操作世界观故事卡通风格增添趣味对垃圾分类提供很大帮助兴奋点设计动画的模拟真实场景兴奋点过少5.4资源占用测试本游戏为单机游戏，每个人的硬件系统配置不同，但是考虑到大众所使用的处理器大多一样，所以项目这里的测试平台使用的是标准的cpu。游戏运行时，电脑的测试平台如下表5-3所示：表5-3资源占有测试测试环境测试结果处理器Intel（R）Core（TM）i5-4200UCPU@1.60GHz2.30GHz最高35.7%，平均20%内存16GBDDR3L1333内存510.0MB显卡GeForceGTX960M322MB最高98%，平均40%系统Windows7旗舰版以上结果来自软件测试，各方面数值属于正常情况，测试通过。总结与展望6.1总结一个基于Unity3d游戏引擎的科普类游戏的设计与开发做到这里算是完成，同时也意味着毕业设计的项目到了最后的一步。项目制作中，收获非常多，特别是这次做的项目里面，尽管是做着城市垃圾分类的游戏，但是我觉得他的现实应用与现在发生的疫情也可以一并投放在生活中。虽然已完成了这个项目，但是也发现了许多问题。这个项目开始之前，虽然是以2d结合3d的游戏，但是最后3d涉及的关卡很少，而且因为是数字媒体技术专业的学生，对于编程的学习层面过于薄弱，做出来的游戏过于简洁。在游戏编程上，脚本经常出现bug，比如垃圾车的动画上面，还有垃圾分类上面。但是后来通过请教老师和同学后，问题得到了解决。顺利把游戏制作出来。总结本文所做的内容如下：2d关卡通关要求太过简单。玩法不够新颖。场景模型不够精细，优化性能太差。功能比较简单，吸引性不强。制作了易操作的UI交互界面。第三关的动画较单一，但设计还是较合理。自己的创新点如下：各年龄段的小朋友都适合玩。科普性强，让