河南省普通高等教育;十四五规划教材

本书紧密围绕虚拟现实开发关键技术，以案例形式介绍了Unity的相关知识及开发实战，包含虚拟现实项目开发的整个流程。全书共13章，第1～12章介绍Unity主要基础知识，包括对象创建编辑、脚本开发、资源应用、动画设计、UI设计、AI应用、数据库开发等。第13章是综合案例，通过两个综合案例，介绍了虚拟现实项目开发步骤及流程。本书以案例教学为导向，每章都有典型实战案例及视频教程、资源文件、源码等配套资源，方便读者学习。本书内容翔实、案例丰富，既可作为高等院校虚拟现实技术、数字媒体技术、软件工程、计算机应用技术等相关专业的教材，也可作为虚拟现实、游戏开发爱好者的入门教程和参考书。

第1章从虚拟现实到Unity11.1虚拟现实概述11.2Unity概述21.2.1初识Unity21.2.2Unity发布平台41.2.3Unity开发产品41.2.4按维度划分游戏类型51.3Unity的下载和安装61.3.1Unity版本61.3.2在线安装Unity91.3.3离线安装Unity241.3.4安装指定版本Unity251.4第一个Unity实例26习题32

第2章Unity虚拟现实场景创建342.1Unity编辑器342.1.1标题栏和菜单栏342.1.2工具栏362.1.3界面面板组成372.1.4界面布局372.1.5Scene面板382.2Unity虚拟现实项目目录结构412.2.1项目目录结构及作用412.2.2项目编译顺序432.3Unity虚拟现实项目框架442.4虚拟对象创建和编辑442.4.1对象创建442.4.2对象编辑452.5实例492.5.1创建;简单3D虚拟场景492.5.2创建;简单Doom虚拟场景53习题55

第3章Unity脚本573.1Unity脚本基础573.1.1Unity脚本语言573.1.2Unity脚本开发工具583.1.3Unity脚本编译623.1.4Unity脚本开发流程653.1.5Unity脚本生命周期653.2Unity脚本常用类693.2.1MonoBehaviour类703.2.2Vector向量类713.2.3Transform类733.2.4Time类773.2.5Input类813.3实例863.3.1交互控制飞机飞行863.3.2控制飞机快速转向90习题91

第4章地形系统934.1资源包934.1.1资源包的概念934.1.2资源包的分类934.1.3资源商店954.1.4导入资源包964.1.5包管理器974.2地形创建编辑1024.2.1导入地形资源包1024.2.2创建Terrain地形1024.2.3绘制编辑地形1034.2.4风区1094.2.5更多地形资源包1104.3摄像机平滑跟随及快速对齐1114.4实例: Terrain地形综合应用111习题113

第5章游戏对象生命周期1145.1游戏对象1145.1.1游戏对象概述1145.1.2游戏对象Inspector面板1145.1.3GameObject类和gameObject实例1155.2创建游戏对象1155.2.1创建基本3D对象1165.2.2修改3D对象属性1165.3预制件1175.3.1预制件概述1175.3.2创建预制件1185.3.3原始预制件和预制件变体1185.4实例化游戏对象1195.4.1场景中对象的实例化1195.4.2预制件的实例化1215.4.3私有变量的序列化1225.5资源动态加载1235.5.1资源动态加载概述1235.5.2资源动态加载方法1235.5.3Resources资源动态加载1245.6销毁游戏对象1265.7外部模型导入1275.7.1导入模型1275.7.2贴图烘焙1285.7.3父子化层级1315.8实例: 5times;5墙体实例进阶骰子墙体134习题135

第6章物理引擎、碰撞器、刚体1406.1物理引擎1406.1.1物理引擎概述1406.1.2NVIDIA PhysX物理引擎1416.2碰撞器1416.2.1碰撞器概述1416.2.2碰撞器分类1426.2.3碰撞器参数1436.2.4碰撞器添加1446.3物理材质1446.3.1物理材质概述1456.3.2创建物理材质1456.3.3编辑物理材质1456.3.4为对象附物理材质1466.4刚体1486.4.1刚体概述1486.4.2刚体参数1486.4.3刚体组件添加1496.4.4刚体的属性及方法1496.5实例1536.5.1发射炮弹击倒骰子墙体1536.5.2层间碰撞过滤155习题157

第7章碰撞检测1607.1碰撞检测概述1607.1.1碰撞检测概念1607.1.2碰撞检测原理1617.2碰撞器种类1617.2.1Static Collider1617.2.2Rigidbody Collider1617.2.3Kinematic Rigidbody Collider1617.2.4Trigger1617.3碰撞检测实现方法1627.3.1碰撞检测条件1627.3.2实体碰撞检测1627.3.3触发碰撞检测1667.3.4射线碰撞检测1697.3.5角色控制器碰撞检测1767.4实例: 对象跟踪鼠标单击位置177习题179

第8章动画系统1818.1Unity动画系统概述1818.1.1Unity新旧版动画系统1818.1.2新旧版动画系统切换1818.2Mecanim新版动画系统1828.2.1Mecanim动画系统概述1828.2.2动画剪辑1838.2.3Animation视图1848.2.4Animator组件1898.2.5Avatar人形骨架1908.2.6动画控制器1918.2.7Animator视图1928.3Legacy动画系统2038.3.1动画导入2038.3.2动画分割2048.3.3Animation组件2088.4实例: 角色进出木屋动画208习题214

第9章资源2169.1音频2169.1.1音频概述2169.1.2音频系统2169.1.3音频设置2209.1.4程序控制音频2219.2灯光2259.2.1灯光概述2269.2.2灯光分类2269.2.3创建灯光2279.2.4程序控制灯光2299.3材质与贴图2329.3.1材质2339.3.2着色器2339.3.3贴图2369.3.4程序控制材质与贴图2379.4摄像机2459.4.1摄像机概述2459.4.2摄像机属性2459.4.3多摄像机2479.5实例2479.5.1多摄像机分屏导览小地图2479.5.2第一人称和第三人称视角切换248习题249

第10章UI设计25110.1传统GUI: IMGUI25110.1.1GUI概述25110.1.2IMGUI实现25110.2NGUI25310.3UGUI25410.3.1UGUI概述25410.3.2Canvas画布25510.3.3UI控件的布局和定位26010.3.4常用控件26210.3.5事件系统26810.4UI Toolkit基础28510.4.1UI Toolkit概述28510.4.2UI Toolkit组成28510.5项目发布28510.6实例28810.6.1为丛林木屋添加背景音乐控制28810.6.2UI Tookit入门案例289习题296

第11章AI设计29811.1游戏中的AI29811.1.1游戏中的AI体现29811.1.2游戏AI算法29811.2AI漫游技术29911.3射击游戏AI漫游实现29911.4导航寻路技术30411.5实例: 自动导航寻路305习题313

第12章数据库应用31412.1环境准备31412.1.1数据库插件的安装获取31412.1.2引入数据库插件31612.2登录和注册31712.3实例: 游戏数据的获取及更新;排行榜336习题341

第13章综合案例34213.1单机版坦克大战游戏34213.1.1创建地形34213.1.2场景搭建34213.1.3游戏逻辑34613.23D版贪吃蛇游戏35113.2.1总体设计35113.2.2模型导入35113.2.3场景搭建35313.2.4游戏逻辑35313.2.5游戏测试363习题365

2016年被称为;虚拟现实元年，开启虚拟现实软硬件技术大发展，近几年，虚拟现实技术不断推进演变，人们热切希望熟悉虚拟现实开发技术，掌握虚拟现实项目开发实战流程。Unity是一个交互式多平台综合型开发工具，在虚拟现实、增强现实、游戏开发、人机交互、数字孪生等内容开发中应用越来越广泛。Unity版本不断迭代，持续推出新功能。对于虚拟现实项目，Unity是一个易学易用的开发工具。本书内容本书面向的读者是虚拟现实及游戏开发的初学者，通过本书的学习，读者可以快速掌握Unity基础知识及虚拟现实项目的开发技术及实战流程。本书主要内容及章节安排如下。第1章，介绍了虚拟现实概念及技术、Unity的下载和安装，并通过一个小实例初步了解Unity。第2章，介绍了Unity编辑器的界面组成和操作方法、3D虚拟场景及场景中对象的创建和编辑方法及技巧等。第3章，介绍了Unity编程和脚本的基础知识，以及一些常用类。第4章，介绍了Terrain地形系统的创建编辑、风区(Wind Zone)的使用方法，还介绍了外部资源导入及包资源管理器(Package Manager)。第5章，介绍了通过脚本代码实现虚拟游戏对象从创建、编辑到销毁的生命周期全过程，还介绍了预制件、资源动态加载、外部模型导入等相关技术。第6章，介绍了物理引擎、碰撞器、刚体、物理材质等相关概念、技术及使用方法。第7章，介绍了碰撞检测的概念、碰撞器的分类、碰撞检测的4种实现方法。第8章，介绍了Legacy旧版动画系统和Mecanim新版动画系统，Legacy旧版动画系统包括动画导入、动画分割、Animation组件、脚本控制等，Mecanim新版动画系统包括动画剪辑、Animator组件、动画控制器、动画状态机、混合树等。第9章，介绍了音频、灯光、摄像机、贴图、材质等资源的概念、应用及程序控制。第10章，介绍了Unity原生UGUI进行UI设计的方法，以及新推出的UI Toolkit的初步使用基础。第11章，介绍了虚拟现实游戏开发中的AI应用技术，主要介绍了AI漫游和导航寻路技术。第12章，介绍了项目连接数据库的方法，包括插件的安装、数据库的访问应用等。第13章，通过单机版坦克大战游戏和3D版贪吃蛇游戏两个综合案例，介绍了虚拟现实项目开发的步骤流程。本书配套资源本书配套有视频教程、实例资源源码、课件PPT、习题答案等，可作为教学资源，也可作为参考资料，如需课程资源，可登录学习通进行下载获取（班级邀请码16011244）。网址: https://mooc1.chaoxing.com/course/244514882.html。本书特色本书是在多个学期教学实践中，不断积累丰富教学内容的基础上，进行整合汇编而成的。在原有教材基础上，减少了基本理论知识章节，强化了应用开发部分，满足不断提高学生动手能力和实践能力的需求。教材由基础篇（第1～12章）、综合案例篇（第13章）两部分组成，基础篇注重基础知识的学习和掌握，综合案例篇注重综合应用能力培养。纸质教材、丰富数字资源、更新完善超星学习通网络课程等并重。本书兼具学术性、前沿性和引领性，内容翔实，案例丰富。针对目前出版的教材普遍没有Unity数据库应用内容，本书包含Unity数据库应用知识及典型应用案例。本书开发应用平台版本较新，采用Unity最新长期支持版完成教材编写及视频录制。内容由浅入深，实用性强，采用案例教学，每章都有典型案例，教材最后有综合案例，所有案例均配有案例视频教程、所需资源、源码等。每章都有课后习题，题型多样，涵盖了基础知识点的复习巩固掌握和操作应用能力的锻炼提高。本书课件、案例视频、案例素材源码、超星网络课程、习题等教学配套资源丰富全面、实用性强，适合教学中使用。本书作者本书由郑州升达经贸管理学院王芳、郑州经贸学院李建主编，郑州升达经贸管理学院程杰、西京学院徐鲁辉副主编，郑州升达经贸管理学院赵会燕、王颖颖，河南奇酷信息技术有限公司于腾飞参与编写。徐鲁辉编写第1、12章，王芳编写第2、5、13章，于腾飞编写第3章，赵会燕编写第4、8章，李建编写第6、7章，程杰编写第9、11章，王颖颖编写第10章。莫纳什大学焦骏飞、郑州升达经贸管理学院郭奕欣、赵旭阳、焦博扬，郑州经贸学院范钊对本书的编写提供了帮助和支持。致谢及反馈本书在编写过程中参考了部分国内外教材、官网资源、开源社区资源、视频网站资源等，在此向这些作者一并表示感谢。由于作者水平所限，加之技术发展迭代迅速，书中难免有疏漏及不足之处，请广大同行和读者批评指正，提出宝贵意见，以促进我国虚拟现实及游戏开发的不断发展和进步。

编者2025年5月于郑州