基于Unity3D塔防类手机游戏的设计与制作策略
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来源：《计算机应用文摘》2022年第18期
        关键词：unity3D;塔防;手机游戏;设计制作
        国产游戏的发展可谓是突飞猛进，特别是手机游戏种类越来越多。市场调研报告显示，估计在2023年，全球的手机玩家数量可突破30亿，中国游戏市场发展前景广阔。塔防游戏属于较为典型的休闲游戏，受到诸多玩家的喜爱，其在设计过程Unity3D的应用必不可少，依托此技術能够为塔防游戏的设计提供方向，优化设计思路，增强玩家的游戏体验，推动3D手机游戏领域的快速发展。
        1概述
        Unity3D属于游戏开发综合类型工具，能够为玩家打造轻松的游戏场景，通过三维视频，建立实时动画，搭建可视化平台。Unity3D中包含编辑器、地形编辑、脚本、版本控制以及跨
平台发布多重功能，能够形成物理引擎（ PsysX）.可以拒绝多个脚本语言运行，其中还内置Shader效果，便于开发者应用，游戏开发以后能够向Android和iOS等手机平台上发布，还可向PC端发布，或者利用Unity插件来发布网游。Unity3D和其他类型的游戏引擎存在显著差异，即设计者更为关注游戏体验感和可玩性，并非只追求设计简单[1]。塔防游戏属于益智类游戏，通过作战地图，使怪兽按照设定路线进行移动，而玩家则可根据设定位置创建炮塔，用特殊技能对敌人发起攻击，最终获得胜利。手机平台中的《保卫萝卜》《植物大战僵尸》都属于塔防游戏。当前，移动设备的运行性能日益提升，手机游戏也具备3D视觉体验功能，为塔防游戏的开发提供了良好的环境。
        2设计与制作策略
        2.1《保卫羊村》制作与设计
        2.1.1游戏设计内容
        《保卫羊村》等塔防游戏就是利用Unity3D技术完成设计的。其设计思路是将人物角划分为“羊村武士”“灰太狼敌人”，二者分别作为防守方和进攻方。敌人根据地图设计向左方移
动，逐渐靠近羊村，并对基地发起攻击，而攻守一方根据防守需求，完成武士角的动态设置，创建角展开防守，当武士能够成功消灭一个敌人时，就可以获得对应金币，而金币可以应用在防守投入中。若敌方进入羊村大门，则代表防守方失败。
        根据Unity3D塔防游戏的设计流程，要先创建模型和工程，之后建构场景，完成程序的编写，通过测试以后相关功能才可实现。在建模阶段，主要利用3DsMax软件对游戏模型进行设计和制作。在本游戏设计中，进攻方、防守防的角和各类武器、道具等都将被导出为FXB类型格式文件，之后使用PS软件完成贴图设计，最终导出PNG格式信息。重新建立Unity工程，并将其命名为“Sheep War”，之后创建文件Asserts，并将模型资源（包括PNC和FXB等）导人其中，随后依次创建Material，Model，Prefab，Scenes，Scripts，对于以上文件采取分类管理措施。之后，设置不同游戏场景、划分关卡，通过游戏管理器内部脚本辅助链接与管理[2]。
        在游戏设计环节，需要依托核心技术完成脚本程序的编写和地形建构，之后进行调试，调试通过以后发布作品，进入发布页面，选择游戏场景，默认加载项，之后在平台内选择对应的运行平台属性，即可发布。此时，用户可将游戏下载到手机等设备进行试玩和测试。
        2.1.2游戏设计技术
        《保卫羊村》属于塔防游戏，其设计阶段的关键技术应用如下。
        第一，创建地形。从菜单中选择”Create terrian”，以平面地形的创建作为对象，借助编辑工具完成地形绘制，并且美化。地形编辑器拥有多种功能，借助“拉高降低”功能可建构山壑：依托“平滑工具”，能够将地形的棱角去除：选择“贴图工具”还可自定义地形贴图，设置绿和黄等颜，或者种植各类植物：利用“细节工具”完成花草植被等细节元素的设置。在场景中，默认主摄像机，并选择对象，将其属性设定为Projection，垂直观察，对于观察位置进行调整，保证预览窗口可以清晰观察游戏运行镜头。点击编辑菜单，在其属性界面中设置Sky box Material，并将其命名为“Sunny one sky books”，此时设置场景即可出现“蓝天白云”，营造游戏背景[3]。
        第二，矩阵地图的应用。需要在游戏的平面对象设置长宽值，并通过指定的脚本文件，在其中将二维数组定义出来，经过初始化生成地图单元序列，使其初始化成地图的平面矩阵。
游戏xml文件修改        第三，游戏管理器。通过创建空中游戏体，将其视为游戏管理器，将新建脚本的组件制定，完成Audio组件的配置，管理器可以设定为静态实例，并且具有唯一性，这能够保证游戏运行阶段只存在一个静态实例，对于游戏核心逻辑加以控制，具体涵盖玩家得分、游戏对象、游戏状态、界面数据、切换关卡、背景音乐等内容。
        第四，敌人生成器。通过新建游戏对象，在脚本文件之内，根据不同关卡的预设时间、位置动态等，经过克隆来生存进攻方对象模型，也称Prefabs，不同生成对象都可以根据运动行为移动，对防守单位进行攻击。通过XML数据设计对生成策略进行预定义，进而模拟预设行为，对程序的读取文件进行定义，根据等待时间、指定线路等编号来生成进攻对象。
        第五，碰撞检测。利用该技术辅助3D游戏设计，经过碰撞检测，如果其运行效果良好，则角处于特定场景中可平滑移动。如果出现击打碰撞或者被武器击中等场景，则会导致物体受损。常规条件下塔防游戏设计都是以第三人称视角出发，在Unity3D模型内部设置组件，通过碰撞器完成触发刚体、侦测内容之间的碰撞。如果碰撞事件能够将事件函数触发，此时可以将“Is trigger”选项勾选，并将逻辑代码添加在触发函数中，从而检验物体在碰撞以后的行为效果。
        第六，音效设置。Unity3D模型的游戏场景音频拥有两种形式，即音乐和音效。游戏音乐可以作为背景音乐长期循环播放，所以设计阶段可选择MP3格式，这种设计方式不占用过多游戏的运行内存。而音效设计主要是突出游戏效果，如设计短暂爆炸声音，可以选择Wav等格式。具体设计流程是：勾选管理器对象，完成音源对象的创建，包括audio，component，audio source等，将audio属性设为背景音乐，将其和bkmp3音乐关联，借助update方法对背景音乐播放与否加以判断。脚本内部使用“Play”将音乐全部播放。设计武器的时候，应该和创建音效对象关联，当游戏过程出现碰撞时，可使用“Play one shot”，代表音效被播放一次[4]。
        第七，游戏数据存储。Unity3D能够为两种游戏提供差异化的数据存储方式，相对便捷的设计方式就是直接保存，本地完成存储和读取，主要是利用“Player Prefs”来完成，其运行原理是通过“键值”保存数据，并将其存储在文件内。运行过程类似于为每个数据命名，在其存储于本地文档之内以后，通过名字将存储数据取出。若游戏涉及大量的数据运算，则需要利用Filelnfo方式完成复杂文件的读写操作。
        2.2塔防游戏制作与设计实例
        2.2.1游戲内容分析
        本研究借鉴塔防游戏的设计思路，开发出适合手机移动端运行的塔防游戏，游戏本身的节奏快，适应玩家灵活应用闲暇时间体验游戏乐趣。在设计过程中，应用Unity3D引擎，在原有3D塔防游戏基础之上，增设摄像机移动功能，让游戏画质更为清晰。游戏规则为：地图一侧能够以点生点的方式生成敌人，之后敌人按照既定的路线跑到地图另一侧，在敌人行走路线中，两侧玩家可以使用金币完成炮台建构，以此攻击敌人，阻止其向终点移动。值得注意的是，若炮台位置设定不合理，或者炮台本身威力不够，则敌人就会顺利到达终点，此时玩家大本营被攻陷，游戏结束。
        2.2.2游戏设计流程
        在设计过程中，游戏功能模块主要表现在敌人功能、防御塔功能、UI界面上，玩家需要先注册账号，之后登录游戏界面，完成信息设置，主要包括游戏难度等级、背景音乐的音量等，以上设置结束以后，即可进入游戏界面。在左上角能够显示玩家持有金币数量，右侧设计三种炮弹的UI，当玩家点击对应按钮的时候，即可完成炮台建造。炮台建造完成以后，3s时间内第1波敌人出现，按照设定路线移动。玩家利用系统给的初始资金可以抵御敌人的第1
波攻势，之后获得金币，新建造炮台。在游戏运行阶段，玩家通过暂停按钮进入暂停界面，该界面有“重新开始”“继续游戏”“退出游戏”等按钮，待敌人全部死亡之后，即可进入下一关卡。如若大本营被攻破，玩家血量为0，则游戏结束，弹出游戏界面。针对Game manager，选择单列设计模式，便于控制游戏，还能节约系统资源。利用MVC设计，完成敌人、炮台等设计，将二者的数据模块、功能模块分离，既可降低程序设计难度，还能将其维护性提高。游戏中的“类”主要有Game manager，负责场景加载、UI控制等整体控制功能：Bullet功能为追踪子弹、减少敌人血量;Turret功能为发射子弹;Enemy功能为移动敌人、受伤死亡等[5]。
        2.2.3游戏实现流程
        Unity3D技术的应用和实现流程如下。
        第一，Prefab也称“预设体”，属于Unity核心概念，可将游戏对象存储于Prefab中，对象包含其组件下方所有游戏对象，借助Hierarchy示图能够实现复制粘贴预设体。在游戏开发阶段，敌人、炮台均利用Prefab进行设计，可以减少设计工作量。具体而言，在Unity中导人炮台模型，后台运行脚本可通过Turret编写，并将其向目标上加载，通过测试以后，将后台预
设体对象拖人Project示图中。
        第二，核心控件Ugui。应用Ugui panel之后，板面控件能够作为容器，允许其他UI控件在其中编辑，通过text文本组件，将玩家消灭敌人获得金币或者建造炮台消耗金币实时显示，设置Button，Image组件建造炮台，转变图片格式，通过填充呈现在界面上。建造不同炮台时，可以将按钮置于相同Toggle中，以确保UI数据传人的准确性，玩家只能建造一种炮台，以避免非必要错误。
        第三，AI设计。敌人程序有两类，即Enemy和Create Enemy，实现敌人创建，并在地图中完成路点设定，生成前进路线，通过transform方法，让敌人根据向量移动。炮台设计需要实现点击处即可建造，在Unity中设置physics，炮台能够锁定首个敌人的攻击范围，所以程序设计需要添加trigger，将防御塔攻击范围明确，代码中也需要添加One trigger Enter，敌人进入攻击范围之内，炮台即可获取攻击对象，按照设计路线攻击敌人。至于炮弹追踪的算法应用，先假设炮弹和敌人的位置，获得两条向量，借助线性代数的向量减法，分析敌人所在位置，将该向量单位化处理，得到单位向量，游戏中的每一帧都采取该算法进行计算，随着敌人移动，逐渐更新向量，保证炮弹能够按照对应方向移动。
        3结束语

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