3D游戏 作业3

简答并用程序验证编程实践思考题（选做）

简答并用程序验证

1. 游戏对象运动的本质是什么？

游戏世界的构建就是游戏对象的状态在游戏循环驱动下进行的演变，也就是研究物体的变化与运动；而游戏对象运动的本质就是使用矩阵变换（平移、旋转、缩放）来改变游戏对象的空间属性，即对象在空间中每一帧不同位置的链接。

如下文2.中实现游戏对象的抛物线运动，可以采用Transform属性、向量Vector3等多种方法达成。

2. 请用三种方法以上方法，实现物体的抛物线运动（如修改Transform属性，使用向量Vector3的方法等）。

将游戏部件添加到游戏对象上，就可以产生组合行为。而游戏中每个对象的行为都由少数几个基本动作组合而成，这样提升了程序的灵活性，减少了应对游戏规则变化带来的编码量。

（1）TransForm部件：

Unity使用TransForm部件来操作物体的位置、旋转和缩放。场景中的每个对象都有一个变换，用于存储和操作对象的位置、旋转和缩放，其中每个变换都可以有一个父级，让您能够分层应用位置、旋转和缩放；

using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class NewBehaviourScript : MonoBehaviour{ public float speed_y; void Start(){ speed_y = 0.98f; } void Update(){ this.transform.position += Vector3.right * Time.deltaTime * 0.98f; speed_y -= 0.98f * Time.deltaTime; this.transform.position += Vector3.up * Time.deltaTime * speed_y; } }

通过修改y方向移动的速度而固定x方向的速度来实现抛物线运动，即x轴初始速度为0.98，y初始速度为0.98，而y轴有负向加速度0.98，这些都是通过修改position实现。

（2）使用平移Translate：

TransForm部件还提供了其他的方法编写运动程序，直接修改游戏对象的属性，例如平移（Translate）等；

using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class NewBehaviourScript : MonoBehaviour { public float speed_y; void Start(){ speed_y = 0.98f; } void Update(){ speed_y -= 0.98f * Time.deltaTime; this.transform.Translate(0.98f * Time.deltaTime, speed_y * Time.deltaTime, 0); } }

通过平移函数Translate直接修改x，y的坐标。

（3）使用向量Vector3：

向量控制运动是万能且高效的方法；

using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class NewBehaviourScript : MonoBehaviour { public float speed_y; void Start() { speed_y = 0.98f; } void Update() { speed_y -= 0.98f * Time.deltaTime; Vector3 v = new Vector3(0.98f * Time.deltaTime,speed_y*Time.deltaTime,0); this.transform.position += v; } }

其原理与TransForm部件方法类似，Vector3为中间介质。

3. 写一个程序，实现一个完整的太阳系，其中其他星球围绕太阳的转速必须不一样，且不在一个法平面上。

参考图片：

（Pluto冥王星于2006年被国际天文联合会降级为矮行星，因此不考虑）

需要大概模拟出各个行星的位置和转速，并考虑公转RotateAround与自转Rotate两个过程；

代码：

using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class Solarsystem : MonoBehaviour { public Transform Sun; //太阳 public Transform Mercury; //水星 public Transform Venus; //金星 public Transform Earth; //地球 public Transform Mars; //火星 public Transform Jupiter; //木星 public Transform Saturn; //土星 public Transform Uranus; //天王星 public Transform Neptune; //海王星 void Start() { Sun.position = new Vector3(0, 0, 0); Mercury.position = new Vector3(2, 0, 0); Venus.position = new Vector3(33, 0, 0); Earth.position = new Vector3(4, 0, 0); Mars.position = new Vector3(5, 0, 0); Jupiter.position = new Vector3(6, 0, 0); Saturn.position = new Vector3(7, 0, 0); Uranus.position = new Vector3(8, 0, 0); Neptune.position = new Vector3(9, 0, 0); } void Update() { Mercury.RotateAround(Sun.position, new Vector3(0, 3, 1), 23 * Time.deltaTime); Venus.RotateAround(Sun.position, new Vector3(0, 2, 1), 17 * Time.deltaTime); Earth.RotateAround(Sun.position, new Vector3(0, 1, 0), 10 * Time.deltaTime); Mars.RotateAround(Sun.position, new Vector3(0, 13, 5), 9 * Time.deltaTime); Jupiter.RotateAround(Sun.position, new Vector3(0, 8, 3), 8 * Time.deltaTime); Saturn.RotateAround(Sun.position, new Vector3(0, 2, 1), 7 * Time.deltaTime); Uranus.RotateAround(Sun.position, new Vector3(0, 9, 1), 4 * Time.deltaTime); Neptune.RotateAround(Sun.position, new Vector3(0, 7, 1), 3 * Time.deltaTime); Venus.Rotate(new Vector3(0, 3, 1) * 25 * Time.deltaTime); Mercury.Rotate(new Vector3(0, 2, 1) * 20 * Time.deltaTime); Earth.Rotate(new Vector3(0, 1, 0) * 30 * Time.deltaTime); Mars.Rotate(new Vector3(0, 3, 2) * 20 * Time.deltaTime); Jupiter.Rotate(new Vector3(0, 2, 1) * 30 * Time.deltaTime); Saturn.Rotate(new Vector3(0, 4, 1) * 20 * Time.deltaTime); Uranus.Rotate(new Vector3(0, 7, 1) * 20 * Time.deltaTime); Neptune.Rotate(new Vector3(0, 3, 1) * 30 * Time.deltaTime); } }

建立对象，关联代码；

运行结果：

编程实践

阅读以下游戏脚本：

牧师和恶魔 帮助牧师和恶魔在时限内过河； 河的一边有三个牧师和三个恶魔，他们都想到河的对岸去； 只有一艘船，这艘船每次只能载两个人，而且必须要有一个人才能把船从一边转到另一边； 在flash游戏中，你可以点击它们来移动它们，然后点击go按钮将船移动到另一个方向； 如果在河的任意一边牧师的人数小于恶魔，他们就会被杀，使游戏结束； 尝试使所有的牧师都活下来而通过游戏。

参考游戏：play the game

需要满足的要求：

1）列出游戏中提及的事物（Objects）

Priests（牧师）*3，Devil（恶魔）*3，Boat（船），River（河），Bank（河岸）。

2）用表格列出玩家动作表（规则表）

动作描述点击牧师/恶魔牧师/恶魔上船/下船点击船若船上有牧师/恶魔，则船从河岸的一侧移动到另一侧

3）将游戏中对象做成预制

4）在场景控制器 LoadResources 方法中加载并初始化长方形、正方形、球及其色彩代表游戏中的对象

5）使用 C# 集合类型有效地组织对象

6）整个游戏仅主摄像机和一个 Empty 对象， 其他对象必须代码动态生成，不许出现 Find 游戏对象， SendMessage 这类突破程序结构的通讯耦合语句

7）请使用课件架构图编程，不接受非 MVC 结构程序

8）注意细节，例如：船未靠岸，牧师与恶魔上下船运动中，均不能接受用户事件

【步骤】

MVC架构： MVC是界面人机交互程序设计的一种架构模式，把程序分为了三个部分： 模型（Model）：数据对象及关系；      游戏对象、空间关系； 控制器（Controller）：接受用户事件，控制模型的变化；      一个场景一个主控制器；      至少实现与玩家交互的接口（IPlayerAction）；      实现或管理运动； 界面（View）：显示模型，将人机交互事件交给控制器处理；      处收 Input 事件；      渲染 GUI，接收事件；划分目录，创建对象并制作预制：

编写代码： （1）Controller： 1）SSDirector： 创建导演（使用单例模式实现）； public static SSDirector GetInstance() { if (_instance == null) { _instance = new SSDirector(); } return _instance； }

2）ISceneControllor： 场景控制器的接口，导演使用这个接口与场景控制器沟通，只需加载资源；

public interface ISceneController { void LoadResources(); }

3）FirstController： 控制器，对场景中的具体对象进行操作，挂载到一个空的游戏对象中；

public LandModel land1; public LandModel land2; public BoatModel boat; private RoleModel[] roles; UserGUI user_gui; void Start() { SSDirector director = SSDirector.GetInstance(); director.CurrentScenceController = this; user_gui = gameObject.AddComponent<UserGUI>() as UserGUI; LoadResources(); }

（2）UserGUI： 用于控制GUI的各种信息的展示，用户交互结构；

（3）Model： 控制各个对象的参数和属性和行为；

运行结果：

思考题（选做）

使用向量与变换，实现并扩展 Tranform 提供的方法，如 Rotate、RotateAround 等。