體系結(jié)構(gòu)

   為了更好地理解游戲的軟件架構(gòu)和對象模型，它獲得更好的外觀僅有一名Unity3D的游戲引擎和編輯器是非常有用的,，它的主要原則,。

Unity3D 引擎

   Unity3D的是一個屢獲殊榮的工具，用于創(chuàng)建交互式3D應(yīng)用程序在多個platforms.Unity3D由游戲引擎和編輯器,。該引擎包含的軟件組件,，在游戲的研究與開發(fā)中最常見的和經(jīng)常性的任務(wù),。發(fā)動機(jī)所涵蓋的主題包括聲音,，圖形，物理和網(wǎng)絡(luò)功能,。該引擎支持C#,，Boo,，和JavaScript腳本編程。
另一個部分是Unity編輯,，作為腳本和其他組件,，包含游戲場景設(shè)置和游戲的預(yù)覽窗口（見圖4）分層對象檢查項目面板的集成開發(fā)環(huán)境。它還配備了幾個多語言腳本編輯器和一個獨特的預(yù)制裝配系統(tǒng),，將在后面解釋,。

                                                          圖4：Unity3D編輯器

有幾個Unity的許可證。Unity基本功能有限的免費PC的MAC和Web  development.Other 的平臺或完整的功能集[15]需要購買額外的許可證,。
雖然有很多免費軟件和專有的替代游戲引擎,，如虛幻引擎?或C4?引擎選擇了Unity的原因如下：
*它可以部署在Windows，Mac  OSX ,，Web瀏覽器,，Wii游戲機(jī)，iPhone,，iPad的,，Android的，微軟Xbox 360和PlayStation 3,。它甚至在未來計劃增加閃存和Linux部署,。的的部署possbilities提供很多的可能性，使用的游戲引擎或游戲引擎貨幣化或進(jìn)一步研究,。

  * Unity社區(qū)非常支持和引擎,，以及編輯器是有據(jù)可查的。

* 發(fā)動機(jī)是比較容易學(xué)習(xí)和工作,，并通過提供所有的工具,，快速原型和迭代以及快速的腳本編譯支持快速軟件開發(fā)的想法。

* 可能部署的iPhone,，iPad和iPod touch的iOS基本許可證與其他廠商相比,，相對低廉的價格。創(chuàng)建機(jī)甲和坦克使用Unity3.0,，C # 腳本和MonoDevelop的IDE進(jìn)行開發(fā),。你可以找到一個Unity教程附錄。

Unity3D的簡史

   下列日期說明在2001年和2011年[16]之間的Unity引擎的演變,。
 2001年Unity技術(shù)在2001年開始開發(fā)自己的游戲引擎,。當(dāng)時的主要誘因是創(chuàng)建游戲，這些游戲的基礎(chǔ),，并創(chuàng)造了良好的工具[1],。
 2003年在2003年的公司，由此產(chǎn)生的引擎將是一個偉大的產(chǎn)品本身的。
 2005年在2005年Unity1推出蘋果的WWDC的舞臺上,。
 2007Unity2.0在2007年推出,，并增加了地形引擎，實時動態(tài)陰影和視頻播放等等,。
 2008年在2008年推出Unity的iPhone和卡通網(wǎng)絡(luò)推出FusionFall,，游戲已經(jīng)播放超過800萬人次。
 2010年在2010年Unity3.0發(fā)布了幾十個新功能,，如資產(chǎn)管理和獸光照貼圖,。
 2011團(tuán)結(jié)超過500萬的開發(fā)者和60萬網(wǎng)絡(luò)播放器安裝。

游戲架構(gòu)

   機(jī)甲和坦克的架構(gòu)組成模塊和Unity的場景架構(gòu),。

  主要模塊

     本節(jié)介紹了最重要的模塊和子系統(tǒng)級別上他們的關(guān)系,。游戲的建筑風(fēng)格，是一個對象與數(shù)據(jù)capsules.The的下面的UML組件圖說明子系統(tǒng)及其關(guān)系網(wǎng)絡(luò),。

游戲邏輯

    此模塊管理當(dāng)前玩家和AI配置倒計時timerand當(dāng)前的游戲狀態(tài)（暫停,，等待網(wǎng)絡(luò)回復(fù)）。

AI （人工智能(Artificial Intelligence) ,，英文縮寫為 AI ）

    AI模塊包含背后的邏輯單元,，組和球員AI.The單位的AI尋路或障礙物避免使用不同的轉(zhuǎn)向行為控制單元的狀態(tài)。組AI管理組的行為和活動,，如組尋路,。更高的層次上管理播放機(jī)的所有組由播放器模塊。
人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)保存和加載它的數(shù)據(jù)使用的持久性數(shù)據(jù)模塊的接口,。

Persistant data持久性數(shù)據(jù)

   此模塊是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)之間不同的游戲sessions.Among其他應(yīng)可用于保存和加載,，存儲查找表和圖尋路模塊和管理學(xué)習(xí)AI的accumulateddata的機(jī)器。

Game actors游戲參與者

   游戲參與者在游戲中的地形,，單位或建筑物,。他們的3D模型獲得通過Unity3D的渲染管線的可視化。每場比賽的演員擁有AI模塊,，控制它的行為,。

Steering behaviours指導(dǎo)行為

  指導(dǎo)行為的計算力量，影響如何以及如何快速自主游戲代理能動,，應(yīng)該可以用于避障,，人流或簡單的尋找任務(wù)。

Pathfinding尋路

  這模塊負(fù)責(zé)創(chuàng)建一個pathgrid,，障礙物信息收集和提供各種尋路請求aninterface的,。為了獲得更好的性能的一些信息保存到從磁盤中加載。

Input輸入

   此模塊跟蹤用戶的輸入,，對其進(jìn)行處理,，并生成反饋。

Network網(wǎng)絡(luò)

  網(wǎng)絡(luò)模塊是負(fù)責(zé)所有游戲演員的狀態(tài)管理是保持比賽狀態(tài)，在兩臺機(jī)器上都保持一致,，以避免抖動網(wǎng)絡(luò)單元運動網(wǎng)絡(luò)game.Another責(zé)任。

GUI

 圖形用戶界面（GUI）顯示所有按鈕,，菜單,，在小地圖和倒數(shù)計時器。它也負(fù)責(zé)為這些元素的功能和交互依賴與用于此目的的游戲的邏輯模塊,。

3D渲染

  該模塊主要管理Unity3D的,。場景的主攝像頭確定需要渲染的對象，并把它們發(fā)送通過渲染管線,。  Unity3D的 封裝最渲染的細(xì)節(jié),，而且還提供了通過像素和頂點著色器的訪問。

Unity場景設(shè)置

  在游戲中的每一個圖表示由Unity3D的場景,。下面是一個典型的場景設(shè)置在Unity層次（一）和（二）在現(xiàn)場窗口看起來像：

                                                                   Unity層次的地圖

                                                                           場景視圖的地圖

現(xiàn)在所有的游戲?qū)ο髲捻敳棵姘宓撞窟M(jìn)行說明,。

CWalls

  這個對象包含自定義繪制墻節(jié)點和墻壁邊緣。另一種是使用自定義繪制墻壁到calculatethem取決于地圖的幾何,。

Directional light（定向光）

   此燈僅用于計算地形光照貼圖,。關(guān)閉之后，由于性能的原因,。

Game Music（游戲音樂）

   持有游戲的主要音樂和播放現(xiàn)場啟動,。

GameController(游戲控制器)

   GameController游戲物體持有并管理所有的游戲?qū)ο螅芾碛螒虻倪壿?。它包括以下對象?

CursorController（光標(biāo)控制器）：

    管理光標(biāo)的外觀和背后的邏輯,。

GameInstantiator(游戲?qū)嵗?：

   這個重要的游戲?qū)ο笫秦?fù)責(zé)實例化其他對象需要創(chuàng)建非特異性順序。

                                 GameInstantiator in the Inspector

                                   GameController in the Hierarchy

  GameInstantiator持有的的地圖,，PathCreator路徑創(chuàng)建和管理障礙,，管理球員配置和設(shè)置，是用來處理用戶輸入的的InputControl游戲物體,，游戲場游戲物體和參考玩家游戲物體上的建筑物referenes定義了可播放的區(qū)域的地圖,。

 它還包含了玩家的重生點和自定義路徑和墻壁的引用。

GUI

   擁有地圖的所有GUI對象,。

Machine Learning Controller

   此游戲物體控制的所有功能,，機(jī)器學(xué)習(xí)需要。

spawn1, spawn2

  實際玩家的重生點,。重生點的標(biāo)志是綠色立方體“場景視圖,。  

HPaths

   自定義路徑節(jié)點，在地圖的邊緣,。自定義節(jié)點在場景編輯器中標(biāo)記,，并概述紅線。     

Main Camera（主攝像機(jī)）

   現(xiàn)場的主攝像頭和音頻監(jiān)聽。所有的3D聲音是從相機(jī)的角度觀察,。     

PlayArea(游戲場)

  定義實際可玩的地圖區(qū)域,。

Base Prefabs(基地預(yù)制)

  散落在地圖上的建筑物。

Terrain(地形)

   Unity地形對象,。

TestRunner

  一個物體,，用于運行單元測試與Unity3D的的單位testingframework  SharpUnit 的。

MVC Pattern（MVC模式）

  Unity引擎的設(shè)計鼓勵MVC（模型 - 視圖 - 控制器）面向engineering.In的我的情況下,，結(jié)構(gòu)看起來像這樣：

                                                               圖5：MVC模式的體系結(jié)構(gòu)表示

模型包含了所有的游戲?qū)ο?，組件和數(shù)據(jù)文件。游戲物體的渲染器和攝像機(jī)對象的訪問,。

視圖呈現(xiàn)模型和主要管理Unity3D的引擎渲染,。它需要accessthe持有模型的3D模型，紋理,，材質(zhì)和效果,。它還具有什么輸入選項的影響。

控制器接收用戶輸入并調(diào)用模型對象上的方法反應(yīng),。這是在我的游戲中所表示的輸入子系統(tǒng),。用戶能影響與他的輸入的視圖。

Multiplatform Development(多平臺發(fā)展)

  Unity允許部署項目在不同的平臺上有輕微的變化,。演示和功能在很大程度上是保持取決于平臺的capabilities.However,，在某些領(lǐng)域，如在不同的設(shè)備上的輸入機(jī)制存在重大分歧,。

  抽象工廠設(shè)計模式應(yīng)用于設(shè)計這些組件,。

The Abstract Factory Pattern抽象工廠模式

                                                                                     圖6：抽象工廠模式

抽象工廠模式（見圖6）保護(hù)客戶從不同的平臺上實現(xiàn)相同的概念在不同的APC與平臺是一家集的AbstractProduct類。這些類表示一個概念,，是支持所有的抽象工廠platforms.An類聲明創(chuàng)建單一產(chǎn)品的經(jīng)營,，ConcreteFactory類代表一個特定的平臺。

客戶端只使用抽象工廠和抽象產(chǎn)品的方法,，因此從一個平臺的具體實施保護(hù),。

Input and Persistant Data(輸入和持久性數(shù)據(jù))

   主要有兩個方面的游戲，不同的實施要求是輸入機(jī)制和usageof的持久性文件的數(shù)據(jù),。  Unity3D中 不支持跨plattform數(shù)據(jù)庫,。這就是為什么機(jī)甲和坦克使用的持久性數(shù)據(jù)在磁盤上的二進(jìn)制文件。所有平臺得到了他們對于自己的能力和自己的實施,，支持的文件格式,。

為了保持可讀性和靈活性以下適應(yīng)跨平臺的輸入處理的抽象工廠模式：

                                                                      圖7：輸入子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)摘自

這僅僅是一個小所涉及的所有平臺和命令，選擇用于演示的摘錄,。

InputManager被附加到游戲物體在場景中的InputControl,。它調(diào)用CommandImplementor的Execute方法的每一幀里面的更新功能,。執(zhí)行方法的CommandImplementor遍歷所有添加的命令，檢查他們的執(zhí)行情況表示滿意,，并調(diào)用Execute方法,，如果是這樣。

輸入子系統(tǒng)的組成部分的圖中的抽象工廠模式：

iOS+Unity

     機(jī)甲和坦克被創(chuàng)造的過程迭代開發(fā),，這是什么原因,，為什么游戲已經(jīng)播放任何調(diào)整之前為iPad?。
     本章介紹和分析面臨的挑戰(zhàn)和解決方案移植機(jī)甲和坦克的iPad?,。

Maximum Polygon Count（最高多邊形計數(shù)）

     其中一個最明顯的限制,，適用于iPad?游戲的多邊形數(shù)量的圖形芯片能夠呈現(xiàn)每個frame.It的橫空出世,，超過30萬個多邊形,，每幀開始下降，低于25 FPS的幀率對iPad?,。在3D建模軟件,，通過手動消除邊緣和應(yīng)用預(yù)定義的算法減少多邊形，從一開始,，某些型號甚至rebuiilding減少多邊形計數(shù)后,，目前在所有平臺上的多邊形數(shù)量是：

平均多邊形數(shù)量大約是每單位300。如果所有的24個敵人和播放器單元的相機(jī)拍攝的,，在一幀中產(chǎn)生的多邊形的數(shù)量將是7200,，平均約8500，在最壞情況下24  runners.Adding 最大4000地形的多邊形（平截頭體的其余部分的地形得到撲殺）,，最重的幀將給予約12500  GPU 多邊形渲染,。
Draw Call Reduction and Lights(繪制減少呼叫和燈)
即使在移動設(shè)備上不俗的表現(xiàn)，更重要的是每幀繪制調(diào)用的數(shù)量,。一場平局發(fā)出呼叫的GPU每次繪制一個模型,。如果模型有n子網(wǎng)格就會造成至少?戰(zhàn)平calls.Every  GUI 質(zhì)地，選擇飛機(jī)和健康欄添加一個調(diào)用到現(xiàn)場,。
額外抽獎?wù){(diào)用另一個來源是每像素光照,，導(dǎo)致額外的繪圖調(diào)用每一個光pass.That就是為什么合并成一個模型中的所有子網(wǎng)和型號不使用動態(tài)照明。所有的模型和地形紋理的燈光烤英寸光影烘烤計算每個紋理獲取靜態(tài)光源照亮奠定了光照貼圖在紋理的亮度,?？瓷先ズ孟袼麄兊臒艄獾挠绊懀m然沒有計算模型,。圖8顯示了幾個模型,，而無需光照貼圖或燈光效果。

                                   圖8：熄滅紋理材質(zhì)著色器和沒有燈光的烘烤模式截圖

                                                                圖9：游戲擴(kuò)大統(tǒng)計窗口右上角的視圖

這是說,，可以結(jié)合Unity若干個對象,，共享相同的材料制成的,，在運行時，在一個單一的繪制調(diào)用的繪制在一起,。這種方法被稱為動態(tài)配料[18],。圖9顯示了66戰(zhàn)平調(diào)用以下來源所造成的一個場景：
(GUI)圖形用戶界面
8繪制調(diào)用之縮小貼圖按鈕，,，倒計時倒計時文本的+24個圖斑+8號樓地圖斑+1相機(jī)地圖現(xiàn)貨,。總結(jié)41  GUI 造成繪制調(diào)用,。
Terrain(地形)

     4畫通話,。其中每個質(zhì)地。
Visible Models(可見模型)
   14平局呼吁,。每個模型會導(dǎo)致比3戰(zhàn)平調(diào)用自身的,。一個用于單元網(wǎng)格，一個為healthbar網(wǎng)格和一個用于選擇平面網(wǎng)格,。低的數(shù)字都可以解釋與Unity的動態(tài)配料,。
Terrains(地形)
     Unity3D中沒有支持的地形為iOS，直到Unity3.4發(fā)布于2011年7月[19],。為了找到最佳的解決方案機(jī)甲和坦克,，地形實施的兩種可供選擇的方式已經(jīng)過測試：模擬地形在3D程序：一個3D建模程序和地形分割成不同的部分（見圖10）。分區(qū)的效果,，大部分分部視錐Unity撲殺,。那meansthat只有至少部分可見的段得到呈現(xiàn)。

                                                                            圖10：仿照地形突出部分

這種技術(shù)被丟棄創(chuàng)造新的地形,，因為這個過程會非常complicatedcompared Unity的地形系統(tǒng),，紋理大小是非常大的或質(zhì)量受到影響。  * 地形：地形移動系統(tǒng)移動系統(tǒng)是一個解決方案,，可通過Unity資產(chǎn)商店T4M地形可以用于移動設(shè)備,，并可以轉(zhuǎn)換成Unity的地形。原來,，這個解決方案的性能是不夠的游戲,。
地形最終解決方案是使用Unity地形引擎，具有非常低的質(zhì)量設(shè)置,。這是唯一可能后Unity3.4發(fā)布于2011年7月加入Unity地形對移動通信系統(tǒng)的支持,。
GUI-Optimization(GUI優(yōu)化)
該的Unity引擎提供兩種方式來實現(xiàn)GUI。一種方式是使用Unity的GUI的系統(tǒng)UnityGUI,，需要它的功能,，是一個特殊的功能calledinside名為OnGUI（），即執(zhí)行每幀兩次和onceevery事件的,。這個系統(tǒng)只用于主菜單,，并暫停菜單,，在allvalues 需要計算外OnGUI功能。
GUI紋理用于所有其他GUI元素象的GUI按鈕和小地圖上以維持性能,。  GUI 紋理的平面圖像中顯示的2D和每幀渲染一次,。
Script-Optimizations(腳本優(yōu)化)
為了授予腳本的性能高，最便宜的方法進(jìn)行跟蹤與profiler.It橫空出世,，被稱為最昂貴的方法可以通過尋路或轉(zhuǎn)向行為子系統(tǒng),。尋路已被優(yōu)化，如下文所述在AI部分,。有人還提出確保昂貴的功能,，如轉(zhuǎn)向行為和其他AI程序不會調(diào)用每一個幀。

轉(zhuǎn)載自：http://blog.csdn.net/jbjwpzyl3611421/article/details/10441681

==================Unity3D引擎架構(gòu)設(shè)計======================

組件(Component)這個概念最早是在2005年《Game Programming Gems 5》的《Component Based Object Management》中接觸到的,，當(dāng)時感覺在設(shè)計上很實用,。后來，發(fā)現(xiàn)Unreal Engine 3的一個重要的改進(jìn)就是拋棄了以前的基于純派生關(guān)系的對象 模型 ,，而轉(zhuǎn)為使用 基于組件 的對象 模型 ,。對于這種設(shè)計思想,，Unity比Unreal貫徹的更徹底——一切皆Component,。

那么到底什么是“基于組件”的對象 模型 ？它能夠解決什么問題,？

在傳統(tǒng)的設(shè)計中,，我們一般會使用“派生”來描述對象之間的關(guān)系。子類通過派生父類,，來獲得父類的功能,。在設(shè)計游戲?qū)ο髸r，會根據(jù)游戲本身的需要而為游戲?qū)ο筇砑痈鞣N功能支持,，比如渲染,，碰撞，剛體,，粒子系統(tǒng)等等,。這些通用功能為了能夠為各種派生類提供服務(wù)，都必須實現(xiàn)到基類中,。這樣就導(dǎo)致了游戲?qū)ο蠡愖兊梅浅｝嫶笥纺[,，即難使用，又難維護(hù),。

”基于組件“的對象 模型 就是把所有需要提供給游戲?qū)ο蟮幕A(chǔ)功能都獨立成單獨的”組件模塊“(Component),，一個具體的游戲?qū)ο罂梢詫⑺枰墓δ苣K組合到一起使用。所有”功能“不再是父類中的接口,，而變成子對象實例,，為游戲?qū)ο筇峁┓?wù),。這樣既保證了功能代碼的可重用性，又增加了整個對象體系的模塊化和靈活度,。

在Unity中,，GameObject除了作為Component的容器之外，基本上沒有其他功能,。所有需要的功能都要通過組合Component來實現(xiàn),。腳本本身也是Component，用來在GameObject上通過控制其他Component來實現(xiàn)自定義的功能,。雖然這些Component在物理上是完全并列的關(guān)系,，但是他們之間還是會有一定的層次關(guān)系的。在設(shè)計一個游戲?qū)ο蟮木唧w功能時,，組件一般會被分為三個層次,。

引擎的基礎(chǔ)組件

Unity本身提供的各種內(nèi)部功能組件。比如渲染組件,，物理組件,，聲音組件等等。這些組件實現(xiàn)了所有引擎提供的基礎(chǔ)功能,，會被腳本使用來組合高級功能,。

模塊功能腳本組件

通過腳本實現(xiàn)的一些相對獨立的通用模塊功能的組件。這類 組件的設(shè)計 是腳本可重用的關(guān)鍵,，需要仔細(xì)分析游戲?qū)ο笾心男┕δ芸梢员华毩⒊鰜沓蔀橐粋€可重用的功能模塊組件,，并且在實現(xiàn)上應(yīng)該盡量降低與其他組件的耦合性。比如在設(shè)計一個角色游戲?qū)ο髸r,，需要為他設(shè)計換裝功能,。換裝功能其實就是對顯示子對象進(jìn)行分組管理，切換顯示狀態(tài),。這個功能相對獨立,，與其將他實現(xiàn)到角色中，不如獨立成一個功能模塊組件,。角色游戲?qū)ο蠛推渌行枰獡Q裝功能的游戲?qū)ο蠖伎梢酝ㄟ^包含這個模塊組件來實現(xiàn)換裝功能,。

模塊功能組件之間還可能有依賴關(guān)系，也就是一個功能模塊組件可能依賴與另一個功能模塊組件,，從而在這個組件層次上形成更多的子層次,。

高層的膠水代碼腳本

這些腳本用來真正將引擎基礎(chǔ)組件和模塊功能組件組合到一起實現(xiàn)最終游戲?qū)ο筮壿嫛Ｓ谩澳z水代碼”來形容這些腳本非常的貼切,，就是把所有這些子功能“粘”在一起,。比如設(shè)計一個Player腳本，將所有需要的組件功能組合起來,，實現(xiàn)一個玩家的具體游戲邏輯,。因為這一層次代表的都是最高層的游戲行為控制對象,，是具體的游戲邏輯的“膠水”代碼，不會再為更上層提服務(wù),，所以本身的可重用性并不高,。但是這些對象之間按照類型區(qū)分，往往會有一些功能上的重合,，所以反而可以繼續(xù)使用派生關(guān)系來實現(xiàn)功能的重用,。比如在Character中實現(xiàn)所有的基礎(chǔ)功能(這些功能又是通過組合基礎(chǔ)組件來實現(xiàn)的），而Player和NPC都從Character派生,，來繼承所有Character的功能,，并繼續(xù)實現(xiàn)自己特殊的功能。一個功能到底應(yīng)該用組件實現(xiàn)還是用派生實現(xiàn)并沒有非常明確的界限,，應(yīng)該根據(jù)需要靈活運用,。

在使用Unity的過程中，如果要實現(xiàn)的是demo級別的小工程,，并不需要考慮很多,，直接用腳本實現(xiàn)功能就可以了。但是如果要有效地組織復(fù)雜的工程,，提高代碼的重用性,，充分理解和合理的利用“基于組件”的對象 模型 設(shè)計思想還是很重要的。