unity3d脚本编程

一 创建和使用脚本

1 概述

GameObject的行为都是被附加到其上面的组件控制，脚本本质上也是一个组件。

在unity中创建一个脚本，默认内容例如以下：

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class MainPlayer : MonoBehaviour {

// Use this for initialization
void Start () {

}

// Update is called once per frame
void Update () {

}
}

一个脚本通过实现一个派生自”MonoBehaviour”的类来与unity的内部工作机制建立联系。能够将新创建的组件类型的类作为一个蓝图，该类作为一个新类型的组件被附加到游戏对象。每次将一个脚本组件附加到游戏对象，都会创建一个该蓝图定义的对象的实例。创建的脚本文件的文件名称必须与里面的类名同样，这样才干将其附加到游戏对象上。

须要注意到的主要事情是，该类中定义的两个函数。Update函数处理游戏对象的帧更新相关的操作。这个可能包含移动，触发动作以及对用户输入的反馈，基本上在游戏过程期间须要处理的不论什么事情都能够在这里面处理。Start函数在游戏開始前被unity调用（比如，在Update被第一次调用之前），因而是一个进行初始化操作的理想位置。

可能会疑惑为什么不把初始化操作放在类的构造函数中，这是由于对象的构造是由编辑器处理的，在游戏開始的时候并不如想象中那样会发生。假设为一个脚本组件定义构造器，它会和unity的正常操作发生干扰从而导致一些问题。

脚本被创建之后是处于不激活状态的，仅仅有将它的一个实例附加到一个游戏对象之后代码才会被激活。同一时候，一个游戏对象的一个类型的组件仅仅能有一个，也就是能够附加到游戏对象的脚本组件不能超过一个。

2 变量

就是指的类的成员变量，仅仅只是在unity这里将成员变量设为公有的时候，将其附加到游戏对象后，能够在游戏对象的监视面板中的脚本组件那栏里面看到该公有变量，也就是说能够在编辑器里面直接对该公有变量进行赋值，同一时候在debug状态下也能够在面板中看到它的值。

unity在编辑器中显示类的成员变量的时候，在类名中遇到（不是第一个字母的）大写字母的时候，会在该字母前增加一个空格，比如在类里面定义个公有成员变量名为”TestVar”，在编辑器中显示的变量名为”Test Var”，中间加了一个空格，可是这仅仅是一个unity显示变量的方式，真正在代码中訪问这个变量仍然应该使用”TestVar”这个名字。

3 事件函数

unity中的脚本并不像传统意义上的程序，即在一个循环中连续的执行直到完毕任务后再退出，而是unity通过调用定义在脚本内的某个函数，间断的将控制权交给一个脚本。一旦一个函数完毕执行，控制权被交还给unity。这些函数就是所知的事件函数，由于它们由unity调用用于响应发生在游戏过程中的事件。unity支持的全部事件都定义在MonoBehaviour这个里面，能够在该类的參考文档中看到一系列的事件。以下介绍几个最常见、最重要的事件。

<1> 常规更新事件(Regular Update Events)

一个游戏更像一个在线生成动画帧的动画。游戏编程中的一个关键观念就是在每帧渲染前对游戏对象的位置、状态和行为进行改变。Update函数是unity中放置这类代码的主要地方，它在每帧被渲染前、同一时候也在动画被计算前调用。

update事件函数

void Update() {
float distance = speed * Time.deltaTime * Input.GetAxis("Horizontal");
transform.Translate(Vector3.right * speed);
}

物体引擎也以一个和帧渲染类似的方式每隔一个离散时间段进行更新。还有一个叫FixedUpdate的函数在每次物理更新之前调用。因为物理更新和帧更新并不使用同样的频率更新，假设将上面的代码放到FixedUpdate函数而不是Update函数的话，能够得到更加精确的结果（即FixedUpdate会以一个比Update更加稳定的帧率执行）。

void FixedUpdate() {
Vector3 force = transform.forward * driveForce * Input.GetAxis("Vertical");
rigidbody.AddForce(force);
}

同一时候在场景中全部对象的Update和FixedUpdate调用之后，以及全部的动画计算之后仍然可能有须要进行一些额外的改变。一个样例就是在一个摄像头须要监视一个目标对象的时候，对摄像机朝向的调整必须在目标对象已经移动之后。还有一个样例是在在须要用脚本代码来覆盖动画效果的场合（比方，使角色的头看向场景中的目标对象）。LateUpdate函数能够用于这些场合。

<2>  初始化事件

在游戏中的不论什么更新函数之前调用初始化代码是经经常使用到的，初始化函数Start在物体的第一帧更新或者物理更新之前被调用。Awake函数在场景被载入的时候，场景中的每一个对象上的该函数都会被调用，全部的Awake函数都会在第一个Start函数（有好多对象的话就有好多个Start函数）调用之前被调用。这就意味着Start函数中的代码也能够使用发生在Awake阶段里面的初始化后的数据。

<3> GUI事件

unity有一个用于渲染GUI控件的系统，这些GUI控件处于场景之上而且响应鼠标事件。这个代码处理起来和常规的帧更新有些不大一样，因而它须要放到OnGUI函数中，周期性的被调用。

void OnGUI() {
GUI.Label(labelRect, "Game Over");
}

同一时候当发生鼠标单击场景中的游戏对象的时候能够检測这些消息。这个能够用于调整武器或者显示当前在鼠标以下的角色信息。一系列的OnMouseXXX事件函数能够用于和用户的鼠标行为交互。

<4>物理事件

物理引擎会通过调用物体上的事件函数来报告发生的与还有一物体的碰撞事件。OnCollisionEnter、OnCollisionStay和OnCollisionExit函数分别在刚接触，持续和离开(broken)的时候调用。当碰撞器被配置成触发器的时候发生碰撞后相应的OnCollisionEnter、OnCollisionStay和OnCollisionExit会被调用。假如在物理更新期间有多于一个接触被检測到这些函数可能会被多次按顺序调用（即调用完一轮再来一轮）。

二 控制游戏对象

在unity中，能够在监视器面板中改动物体的组件属性，可是很多其它的时候，须要使用脚本来进行这些操作。

1 訪问组件

最常见的一个情形是须要使用脚本訪问附加到同样游戏对象上的还有一个组件（当前脚本就是一个组件，其它的组件也就是还有一个组件了）。在引言中提到过，一个组件实质上是一个类的实例，因而首先须要做的是获取想要操作的组件实例的引用。这个通过GetComponent函数来实现。典型的，可能会想要将一个组件赋值给一个变量，例如以下代码所看到的

void Start () {
Rigidbody rb = GetComponent<Rigidbody>();
}

一旦获取了组件实例的引用，就能够对它的属性进行想要的操作，同一时候也能够调用它之上的一些功能函数。

假设想要訪问还有一个的脚本文件，也能够使用GetComponent，仅仅需使用脚本的类名作为该函数的组件类型參数（由于脚本本来就也是一个组件）。

假设想要去获取一个并没有加入到当前游戏对象的组件，GetComponent函数会返回null，假设试图去改变一个null对象上的不论什么值，将会发生null引用错误。

因为一些组件类型常常使用，unity提供了一些内置的变量来訪问它们，比如能够使用以下的代码

void Start () {
transform.position = Vector3.zero;
}

而不用使用GetComponent去获得Transform组件，全部的内置组件变量列表在MonoBehaviour类的參考手冊里面有。

2 訪问其它对象

尽管游戏对象有的时候都是各自处理，使用代码进行跟踪其它物体是常有的事。比如，一个追赶的敌人可能须要知道玩家的位置，unity提供了一系列不同的方法来获取其它对象，各适合不同的场合。

<1> 将对象链接到变量

最直接的办法是将一个游戏对象加入到脚本的公有成员变量上，直接在编辑器中将须要訪问的游戏对象拖到相应脚本组件的那个公有成员变量上，unity会自己主动依据变量的类型将加入的游戏对象中同样的组件类型映射到该变量。

比如将一个游戏对象拖给一个Transform的成员变量，就会自己主动的将游戏对象的Transform组件和该变量映射起来。

直接将对象和变量链接起来在处理须要有永久链接的对象的时候是最实用的方法。同一时候也能够使用一个数组变量和几个同样类型的对象链接起来，可是这样的链接必须在unity编辑器中完毕，而不能在执行时进行。通常使用以下的两种方法来在执行时定位对象。

<2> 查找子物体

有的时候，一个游戏场景中可能会用到非常多同一类型的对象，比如敌人、路点（waypoints）和障碍物。这些对象在游戏中须要由一个特定的脚本来监视和响应。这个时候使用变量来链接这些对象太过麻烦不好操作。对于这样的情况，通常更好的方法是将一系列的对象加入到一个父对象以下，这些子对象能够通过使用父对象的Transfrom组件来获得。

public class WaypointManager : MonoBehaviour {
public Transform waypoints;

void Start() {
waypoints = new Transform[transform.childCount];
int i = 0;

for (Transform t in transform) {
waypoints[i++] = t;
}
}
}

同一时候也能够使用Tranfrom.Find来查找某个详细的子对象。使用Transform来进行对象查找操作是由于每个游戏对象都有Transfrom组件。

<3> 通过名称或标签訪问对象

仅仅要有一些信息，在层级场景中的不论什么位置定位到该游戏对象是可能的。单个对象能够通过GameObject.Find函数进行查找。例如以下：

GameObject player;

void Start() {
player = GameObject.Find("MainHeroCharacter");
}

某个对象或者一系列的对象也能够分别通过GameObject.FindWithTag和GameObject.FindObjectsWidthTag函数进行定位。

<4>查找特定类型的对象

staticObjectFindObjectOfType(Type type)

返回指定类型对象中的第一个活动的载入对象

须要注意的是这个函数非常慢（可能是因为要在整个场景中进行遍历），不推荐每一帧都使用这个函数，在大多数情况下能够使用单件模式

比如

Camera cam = FindObjectOfType(typeof(Camera)) as Camera;

因为该函数返回的类型是Object，所以须要使用as进行一下强制转换。

static Object[] FindObjectsOfType(Type type);

返回指定类型的载入活动对象的列表，速度也慢

HingeJoint[] hinges = FindObjectsOfType(typeof(HingeJoint)) as HingeJoint[];

三 创建和销毁对象

在执行时创建和销毁对象是常有的事。在unity中，能够使用Instantiate函数对现有的一个对象做一个拷贝来创建一个新的游戏对象。

public GameObject enemy;

void Start() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Instantiate(enemy);
}
}

值得注意的是用于进行拷贝的对象并不一定须要放置在场景中。更普遍的做法是将一个预设(Prefab)拖到脚本的相应公有成员变量上，实例化的时候直接对这个成员变量进行实例化就可以。

同一时候也有一个Destroy函数在帧更新函数完毕后或设定的一个延时时间后销毁一个对象。

void OnCollisionEnter(otherObj: Collision) {
if (otherObj == "Missile") {
Destroy(gameObject,.5f);
}
}

注意到Destroy函数能够销毁单独的组件而不正确游戏对象本身产生影响，一个通常范的错误是

Destroy(this);

这句代码只效果脚本组件，而不会销毁该脚本所附加在的对象。

四 协程(Coroutines)

当调用一个函数的时候，它会在返回前执行到结束位置。

依据前面的知识能够知道，差点儿全部的函数都由unity在帧更新的时候调用一次，然后到下一帧后再调用一次，那这个时候在函数中写一些循环体类的代码想要达到产生动画的效果可能会失败。例如以下

void Fade() {
for (float f = 1f; f <= 0; f -= 0.1f) {
Color c = renderer.material.color;
c.alpha = f;
renderer.material.color = c;
}
}

这是想要产生一个透明渐变的效果，可是因为Fade函数会在一个frame update时间片中所有运行完，达不到渐变效果。要达到这个效果，能够在帧更新函数中进行处理就可以。可是，对于这类情形更方便的做法是使用coroutine。

一个coroutine就像一个能够暂停运行并将控制权返回给unity的函数，可是在下一帧的时候又能够在它停止的位置继续运行。在C#中，这样声明一个coroutine：

IEnumerator Fade() {
for (float f = 1f; f <= 0; f -= 0.1f) {
Color c = renderer.material.color;
c.alpha = f;
renderer.material.color = c;
yield return;
}
}

实质上它是一个返回类型为IEnumerator的函数，同一时候在函数体中添加了yield return这句代码。yield return这行就是会在运行的时候暂停、在下一帧的时候恢复运行的位置。要启动coroutine，须要使用StartCorutine函数。

void Update() {
if (Input.GetKeyDown("f")) {
StartCoroutine("Fade");
}
}

默认的情况下，一个coroutine在它暂停后的下一帧恢复，可是也能够使用WaitFroSeconds来引入一个延时。

IEnumerator Fade() {
for (float f = 1f; f <= 0; f -= 0.1f) {
Color c = renderer.material.color;
c.alpha = f;
renderer.material.color = c;
yield return new WaitForSeconds(.1f);
}
}

这个能够用于产生一个随时间变化的效果，同一时候也是一个用于进行优化的有效方法。游戏中的很多人物须要周期性的运行，最经常使用的做法是将它们包括在Update函数中。可是Update函数通常每秒会调用多次。当有的任务并不须要这么频繁的被调用的时候，能够将它放在一个coroutine中按一定时间进行调用，而不是每一帧都调用。一个这种样例就是用于在游戏中假设有敌人接近的话就提示玩家，代码例如以下

function ProximityCheck() {
for (int i = 0; i < enemies.Length; i++) {
if (Vector3.Distance(transform.position, enemies[i].transform.position) < dangerDistance) {
return true;
}
}

return false;
}
IEnumerator DoCheck() {
for(;;) {
ProximityCheck;
yield return new WaitForSeconds(.1f);
}
}

当有非常多敌人的时候，使用coroutine0.1秒运行一次靠近检查，能够降低大量的计算量。