基于Unity3D的漢字游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

葉現(xiàn)勇 許向榮 梁?jiǎn)⒚?/p>

摘 ?要：在當(dāng)前疫情暴發(fā)的時(shí)代背景下，幾乎無(wú)法走進(jìn)教室、在家直播成為常態(tài)的背景下，新興的游戲化學(xué)習(xí)被不斷重視并被人們積極鼓勵(lì)其發(fā)展。在游戲化學(xué)習(xí)之前，游戲與學(xué)習(xí)間的關(guān)系一直處于兩個(gè)截然相反的兩個(gè)立場(chǎng)，就如同電磁的正負(fù)極。對(duì)游戲是否可以用于學(xué)習(xí)進(jìn)行研究，得到現(xiàn)有市場(chǎng)中已經(jīng)出現(xiàn)將游戲運(yùn)用于學(xué)習(xí)的產(chǎn)品這一結(jié)論。對(duì)比各個(gè)主流游戲的游戲引擎使用情況以及綜合自身?xiàng)l件下，選擇Unity3D技術(shù)實(shí)現(xiàn)手游化學(xué)習(xí)是最佳選擇。

關(guān)鍵詞：Unity 3D;手游;游戲化學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：TP312 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2096-4706（2022）05-0022-04

Design and Implementation of Chinese Character Game Based on Unity3D

YE Xianyong， XU Xiangrong， LIANG Qimeng

（School of Information Engineering， Zhengzhou University of Science and Technology， Zhengzhou ?450064， China）

Abstract： Against the backdrop of the current COVID-19 outbreak， when it is almost impossible to go into classrooms and live broadcast at home has become the norm， the emerging gamification learning has been increasingly valued and actively encouraged to develop. Before gamification learning， the relationship between games and learning is always in two opposite positions， like the positive and negative poles of electromagnetic forces. This paper studies that whether games can be used for learning， and it leads to the conclusion that there are already products that use games for learning in the existing market. Comparing the using situation of game engines in various mainstream games and considering synthetically their own conditions， it is the best choice to choose Unity3D technology to realize mobile game-based learning.

Keywords： Unity3D; mobile game; gamification learning

0 ?引 ?言

在現(xiàn)如今，已經(jīng)在數(shù)字化越走越遠(yuǎn)的時(shí)代，手機(jī)已經(jīng)成為和衣服一樣的生活必備品，是人們?nèi)粘Ｉ钌现胁豢苫蛉钡囊徊糠?。手機(jī)在正常的生活情況如上課、學(xué)習(xí)、交流等方面，已經(jīng)是占據(jù)重要的一環(huán)，以另一種方式講是手機(jī)成為人們或缺信息必須的一種途徑，并且在人們獲取信息方式的重要程度中占據(jù)極大的比例。游戲產(chǎn)業(yè)發(fā)展飛快，游戲種類千變?nèi)f化，IT界最令人亢奮的消息幾乎都是圍繞著游戲，因此游戲成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡膴蕵?lè)與休閑方式[1]。

人們已經(jīng)無(wú)法脫離手機(jī)等智能終端，而現(xiàn)在手機(jī)的普及為手游等娛樂(lè)方式創(chuàng)建了應(yīng)用的環(huán)境，這也為現(xiàn)在創(chuàng)造教育類型游戲提供了條件。相比較傳統(tǒng)的網(wǎng)游游戲、主機(jī)游戲、電視游戲等，手游具有更加方便的便攜性以及更為簡(jiǎn)單的操作性。在當(dāng)今的快節(jié)奏社會(huì)情況下，兒童對(duì)于自身的自控力并未達(dá)到能夠約束自己的程度，對(duì)電腦的依賴性以及愛(ài)玩的天性，使得電腦對(duì)于兒童來(lái)說(shuō)具有很大的吸引力，但手機(jī)不同，家長(zhǎng)是可以從孩童中收回的，也可以代替電腦的作用，因此手機(jī)就成為漢字游戲的良好載體。因?yàn)樘幱谛W(xué)階段的兒童心智發(fā)育并不成熟，教師家長(zhǎng)往往需要用一定的強(qiáng)硬教學(xué)策略來(lái)加強(qiáng)對(duì)兒童的教育，在此基礎(chǔ)上為游戲化學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)提供背景[2]。游戲化學(xué)習(xí)也是在這些因素為基礎(chǔ)才被人們發(fā)掘，提出并不斷完善。

1 ?游戲項(xiàng)目分析

根據(jù)軟件工程方法論和游戲開發(fā)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)于VR游戲的設(shè)計(jì)開發(fā)必須要充分了解用戶需求、明確游戲項(xiàng)目目標(biāo)和所要解決的問(wèn)題，這是游戲開發(fā)獲得成功的基礎(chǔ)和前提條件[3]。對(duì)于一款游戲的開發(fā)、研究與完善都是在現(xiàn)有的市場(chǎng)需要以及對(duì)于這一游戲類型的需求為基礎(chǔ)而得以繼續(xù)實(shí)行的，在此之上在對(duì)游戲的大量細(xì)節(jié)處進(jìn)行修改完善以達(dá)到最好的符合市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)探索的是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性和擁有大量交叉技術(shù)和前沿學(xué)科的研究領(lǐng)域[2]，而在國(guó)內(nèi)外對(duì)于VR以及AR技術(shù)的發(fā)展都是抱著極大的期望，也期望這這一項(xiàng)技術(shù)帶來(lái)更多的福祉，對(duì)人民的日常生活帶來(lái)巨大的改善。游戲化學(xué)習(xí)在現(xiàn)在并不陌生，早在許多年前這一概念就已被人提出，對(duì)其的定義是指知識(shí)傳授者在傳授知識(shí)的過(guò)程中和學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)的過(guò)程中都以游戲化的方式進(jìn)行[4]，現(xiàn)時(shí)代對(duì)于游戲化學(xué)習(xí)的重視程度越來(lái)越重，也在逐步將游戲不斷應(yīng)用在教育等方面，雖然在國(guó)內(nèi)外目前有不少公司和研究機(jī)構(gòu)開發(fā)了應(yīng)用在中小學(xué)課程的教育游戲，但是基本上都是針對(duì)語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、英語(yǔ)、物理、化學(xué)等傳統(tǒng)學(xué)科，在小學(xué)科學(xué)學(xué)科方面的教育游戲，是少之又少[5]。

2 ?游戲整體設(shè)計(jì)

現(xiàn)有的關(guān)于漢字迷宮的程序設(shè)計(jì)已基本實(shí)現(xiàn)完畢，如圖1所示，游戲整體思路設(shè)計(jì)是繞迷宮循環(huán)的函數(shù)設(shè)計(jì)，行走控制的程序設(shè)計(jì)，檢測(cè)獲取物的思路以及獲勝條件的設(shè)計(jì)。

圖1 ?程序設(shè)計(jì)

2.1 ?繞迷宮循環(huán)的函數(shù)設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)繞迷宮循環(huán)這一目的，并且規(guī)定前進(jìn)步數(shù)是可以對(duì)其進(jìn)行自定義的，因此定義多個(gè)變量用于記錄當(dāng)前的位置以及要前進(jìn)步數(shù)的數(shù)值，并且以前進(jìn)步數(shù)數(shù)值可以為負(fù)這一設(shè)計(jì)來(lái)設(shè)計(jì)前進(jìn)與否的條件，再根據(jù)判斷行走變量的正負(fù)來(lái)決定其走入的遍歷函數(shù)。

遍歷函數(shù)主要調(diào)用transform函數(shù)中的look-at方法看向下一個(gè)目標(biāo)以及前進(jìn)的步數(shù)。遍歷函數(shù)的主要作用是從當(dāng)前位置開始，一直遍歷到與獲得的遍歷數(shù)字?jǐn)?shù)值相同位置的序號(hào)結(jié)束，使用于原本的思路設(shè)計(jì)時(shí)，仍需注意獲得數(shù)值的正負(fù)來(lái)分別定義，因數(shù)值的正負(fù)規(guī)定其遍歷方向使其滿足原本想要實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)思路。其中部分代碼如下：

if （jeishu < 0）

{

this.transform.LookAt（LujingVec[LujingIndex - 1]）;

cc.Move（this.transform.forward * moveSpeed * Time.deltaTime）;

if （Vector3.Distance（this.transform.position， LujingVec[LujingIndex - 1]） < 0.1f）

{

LujingIndex = --LujingIndex % LujingVec.Length;

int dhj=lujingindex2-1;//判定超過(guò)迷宮格數(shù)變換行走

if （dhj<0）

{

lujingindex2 = Lujing.Length ;

}

if （LujingIndex == Mathf.Abs（lujingindex2 + jeishu）） //該換更新人物現(xiàn)在數(shù)據(jù)

{

lujingindex2 = LujingIndex;

jeishu = 0;

zou = false;

}

}

2.2 ?行走控制的程序設(shè)計(jì)

行走控制的程序設(shè)計(jì)是游戲是依據(jù)角色控制器的move方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，主要是使得游戲人物能夠在游戲運(yùn)行中可以自由移動(dòng)。首先需要解決角色行走方向的問(wèn)題，而通過(guò)定義一個(gè)公開的Vector3數(shù)組來(lái)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)拿對(duì)游戲人物行進(jìn)方向來(lái)進(jìn)行控制，之后定義二個(gè)boil類型函數(shù)判定游戲人物是否行走以及是否將選擇的方向數(shù)據(jù)存入鏈表，以便之后可能的需要回溯至其原本信息情況。其中部分代碼如下：

void Update（）

{

Vector3 jkj = this.transform.TransformDirection（new Vector3（x： inputc.m_Movement.x， y： 0， z： inputc.m_Movement.y））;

jkj.y -= ui * Time.deltaTime;//角色行走

Xunluo（）;判定超過(guò)迷宮否

}

2.3 ?檢測(cè)獲取物的思路

獲取物的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)是為了實(shí)現(xiàn)只有到了在游戲設(shè)計(jì)中設(shè)定的位置停下后，才能夠觸發(fā)物體的動(dòng)畫，因此在程序設(shè)計(jì)中設(shè)定一個(gè)公開變量，并定義這一變量與用小球代表的人物開始與結(jié)束時(shí)的位置數(shù)據(jù)始終相同來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的，而這一變量只有在運(yùn)行以及行走完畢后才能夠改變相應(yīng)標(biāo)識(shí)。在游戲程序設(shè)計(jì)中在對(duì)這一設(shè)計(jì)進(jìn)行保險(xiǎn)設(shè)定，定義新的函數(shù)來(lái)判定人物行走位置與設(shè)定的物品獲取設(shè)置位置是否吻合來(lái)二次驗(yàn)證獲取的正常，避免可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。在游戲設(shè)定中，根據(jù)獲取物品的個(gè)數(shù)對(duì)定義的bool型變量個(gè)數(shù)進(jìn)行更改，在記錄的公開位置變量達(dá)到相應(yīng)位置時(shí)，bool型變量改變?yōu)門RUE，而在設(shè)定的bool型變量全部為TRUE時(shí)，顯示勝利的UI圖像，其中部分代碼如下：

if （collider.GetComponent<daojv>（）.lujingindex2.ToString（） == this.gameObject.name.ToString（））

{

if （collider.gameObject.CompareTag（“Player”））

{

zou=true;

}

}

2.4 ?迷宮陷阱的設(shè)計(jì)

在整體的迷宮設(shè)計(jì)中，陷阱是不可或缺的一環(huán)，也是整個(gè)游戲的樂(lè)趣之一。因此對(duì)于迷宮中的各項(xiàng)陷阱賦予其不同的塑性從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)不同的功能與效果，如前進(jìn)、后退。陷阱的屬性是在玩家觸發(fā)后顯示的因此可能會(huì)因?yàn)橄葳宥枰匦略O(shè)計(jì)通關(guān)路線，也有可能距離通關(guān)更加接近。棋子在進(jìn)入陷阱中便不再接受任何玩家發(fā)出的指令，而是在陷阱中的效果完全實(shí)現(xiàn)后，再繼續(xù)接受玩家給出的指令，從而實(shí)現(xiàn)陷阱的觸發(fā)后的無(wú)法取消。而陷阱的實(shí)現(xiàn)則是基于Unity3D中的剛體設(shè)置作為觸發(fā)器，檢測(cè)到棋子是進(jìn)行已經(jīng)設(shè)定好的程序設(shè)計(jì)執(zhí)行陷阱任務(wù)，其中部分代碼如下：

void OnTriggerStay（Collider collider）

{

if （collider.GetComponent<biren>（）.lujingindex2.ToString（） == this.gameObject.name.ToString（））

{

if （collider.gameObject.CompareTag（“Player”））

{

trager.GetComponent <biren>（）.jeishu = selectf;

if （selectf > 0）

{

trager.Get Component <biren>（）.maketrue = true;

}

else

{

trager.GetComponent<biren>（）.zou = true;

}

}

}

2.5 ?獲勝條件的設(shè)計(jì)

獲勝條件的確立是根據(jù)游戲設(shè)定而確立的，也影響著整個(gè)游戲程序的走向與設(shè)計(jì)。在初始時(shí)，玩家使用設(shè)置的按鍵越過(guò)障礙，到達(dá)一個(gè)平臺(tái)然后玩家需要運(yùn)用給定的按鍵組合控制人物利用相應(yīng)特殊格子（前進(jìn)或后退格數(shù)）來(lái)到達(dá)目的地，人物在得到多個(gè)關(guān)鍵道具后獲勝，而道具的獲得只有行走至一定步數(shù)并停留在設(shè)定的位置才可以獲得，在步數(shù)大于設(shè)定的所熟知步數(shù)時(shí)，是無(wú)法獲得對(duì)應(yīng)的道具，其中部分代碼如下：

void OnTriggerStay（Collider collider）

{

if （collider.GetComponent<biren>（）.lujingindex2.ToString（） == this.gameObject.name.ToString（））

{

if （collider.gameObject.CompareTag（“Player”））

{

switch （select）

{

case 1： trager.GetComponent<End>（）.one = true; break;

case 2： trager.GetComponent<End>（）.two = true; break;

}

if （trager.GetComponent<End>（）.one && collider.GetComponent<End>（）.two）

{

trager.GetComponent<End>（）.san = true;

}

}

}

}

3 ?游戲的實(shí)現(xiàn)

3.1 ?Unity3D組件

一個(gè)完整的Unity游戲工程由游戲場(chǎng)景（Scene）、游戲?qū)ο螅℅ameObject）、游戲組件（Component）組成。它們共同構(gòu)成了Unity開發(fā)框架。它們之間的關(guān)系表現(xiàn)為一個(gè)游戲工程由若干個(gè)游戲場(chǎng)景組成，一個(gè)游戲場(chǎng)景由若干個(gè)游戲?qū)ο蠼M成，一個(gè)游戲?qū)ο笥扇舾蓚€(gè)游戲組件組成[6]。在 Unity3D中添加多項(xiàng)組件，如剛體（Rigid body）、碰撞體（Collider）、動(dòng)畫管理者（Video manager）以及管理的c#語(yǔ)言腳本等等來(lái)滿足整個(gè)游戲的程序設(shè)計(jì)需求，不斷調(diào)試程序系統(tǒng)來(lái)解決可能出現(xiàn)的各項(xiàng)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)原本設(shè)想的游戲結(jié)構(gòu)與游戲畫面。

3.2 ?人物動(dòng)畫

人物動(dòng)畫是游戲角色正確運(yùn)行的主要特點(diǎn)之一，同時(shí)也是一個(gè)游戲里能夠正確游玩的重要組成部分，例如CG 等，這一類動(dòng)畫效果能很大程度上使得玩家明白游戲中的內(nèi)容以及創(chuàng)作者想要表達(dá)的意思。

（1）待機(jī)動(dòng)畫如圖2所示：在游戲運(yùn)行時(shí)，玩家在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有下達(dá)指令且任務(wù)自身沒(méi)有行動(dòng)時(shí)程序判斷是否屬于待機(jī)狀態(tài)，若判斷待機(jī)則會(huì)出現(xiàn)人物的待機(jī)動(dòng)畫并提示玩家繼續(xù)進(jìn)行游戲。

圖2 ?待機(jī)動(dòng)畫

（2）移動(dòng)動(dòng)畫如圖3所示：如同人的移動(dòng)會(huì)隨著動(dòng)作而移動(dòng)，在游戲中人物的移動(dòng)是需要設(shè)定行走的動(dòng)畫并將其賦予設(shè)定的人物上，讓人物的行走具有一定的靈性，不只是像棋子一樣過(guò)于死板、呆滯。

圖3 ?移動(dòng)動(dòng)畫

（3）道具動(dòng)畫如圖4所示：在游戲設(shè)定中，玩家在行進(jìn)到一定路程時(shí)達(dá)到一定的條件會(huì)獲得道具，因此獲得道具時(shí)的動(dòng)畫是在提醒玩家已經(jīng)獲得了道具，以及道具使用時(shí)的動(dòng)畫也是在提醒玩家道具已經(jīng)使用了。

圖4 ?道具動(dòng)畫

（4）失敗動(dòng)畫如圖5所示：此游戲類型是限時(shí)迷宮類，對(duì)玩家的停留時(shí)間是有一定限制的，因此超過(guò)一定時(shí)間就會(huì)被設(shè)定的程序判定為失敗并播放沮喪類型的動(dòng)畫提醒玩家游戲通關(guān)失敗。

圖5 ?失敗動(dòng)畫

3.3 ?地圖設(shè)計(jì)

地圖的設(shè)計(jì)是基于其游戲類型來(lái)設(shè)計(jì)的，迷宮類游戲是建造一個(gè)完整的迷宮且迷宮需要具有一定的迷惑性，使得玩家不會(huì)一眼就看破整個(gè)迷宮的走向、設(shè)計(jì)，帶給玩家更好的游戲體驗(yàn)。在初始地圖中設(shè)立多個(gè)cube組件來(lái)組成迷宮地圖的大致樣貌并在后續(xù)中不斷將地圖完善，使其更加復(fù)雜多變，在道路設(shè)計(jì)方面不僅設(shè)計(jì)多個(gè)出入口以而且還需設(shè)計(jì)出若干條有著陷阱或者阻礙的道路，使得整個(gè)迷宮具有多項(xiàng)可能性可能進(jìn)入的入口與出口與上次進(jìn)出的完全不同，帶去更多的可玩性。而這個(gè)迷宮的各種解法其意義是更多的讓玩家通過(guò)自己的想法去判斷前進(jìn)的方向，而陷阱等等只是干擾玩家前進(jìn)并不是將玩家堵死，而是讓其意識(shí)到錯(cuò)誤并學(xué)會(huì)走出錯(cuò)誤、不鉆牛角尖，而這也使得整個(gè)游戲地圖具有更多的可能性和教育性。

4 ?結(jié) ?論

本文通過(guò)研究和比較當(dāng)前主流的游戲開發(fā)引擎并對(duì)它們具有一定的了解和理論基礎(chǔ)，并且進(jìn)一步介紹了Unity3d 軟件的主要功能及特性。Unity3D需要從游戲場(chǎng)景、技術(shù)架構(gòu)、三維展示和互動(dòng)功能多個(gè)方向研究，強(qiáng)化設(shè)備設(shè)計(jì)與操作員的交流。Unity 3D引擎是做高品質(zhì)游戲的一個(gè)重要游戲設(shè)計(jì)軟件，也是目前市場(chǎng)上創(chuàng)作游戲的一大平臺(tái)，目前市場(chǎng)大多數(shù)的3D手機(jī)游戲通過(guò)這個(gè)引擎進(jìn)行開發(fā)，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是有著很高的通用性，能發(fā)布到大多數(shù)的平臺(tái)。通過(guò)分析比較，選取Unity3d作為開發(fā)Untiy3d漢字游戲的設(shè)計(jì)軟件與引擎，以多方面情況相結(jié)合，創(chuàng)造出一款專門用于兒童教育的新類型游戲，通過(guò)不斷實(shí)踐完成了游戲的程序設(shè)計(jì)。在游戲開發(fā)過(guò)程中對(duì)于游戲整體體系設(shè)計(jì)與整個(gè)游戲效果設(shè)計(jì)是采取最為簡(jiǎn)便的方法實(shí)現(xiàn)最為復(fù)雜的情況，對(duì)游戲中多項(xiàng)難點(diǎn)以及錯(cuò)誤多次糾正、修改甚至更改游戲原有設(shè)計(jì)以達(dá)到游戲能夠運(yùn)行的程度。經(jīng)多次程序測(cè)試結(jié)果表明，游戲的整體風(fēng)格清新鮮艷，功能符合原有設(shè)計(jì)且更加實(shí)用，以及與游戲設(shè)置的休閑場(chǎng)景相結(jié)合，整體的游戲效果與游戲體驗(yàn)感達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)所能達(dá)到的最為滿意的效果。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 王建磊.基于Unity3D的虛擬現(xiàn)實(shí)游戲設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)——以《VR動(dòng)物園》項(xiàng)目為例 [J].現(xiàn)代信息科技，2021，5（10）：53-56+61.

[4] 王同娟.基于Unity3D的教育游戲開發(fā)研究 [J].電腦編程技巧與維護(hù)，2018（11）：7-8+27.

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[6] 王同娟.基于Unity3D的教育游戲開發(fā)研究 [J].電腦編程技巧與維護(hù)，2018（11）：7-8+27.

作者簡(jiǎn)介：葉現(xiàn)勇（2001—），男，漢族，河南周口人，本科在讀，研究方向：數(shù)字媒體技術(shù);許向榮（2000—），男，漢族，河南周口人，本科在讀，研究方向：數(shù)字媒體技術(shù);梁?jiǎn)⒚龋?001—），男，漢族，河南周口人，本科在讀，研究方向：數(shù)字媒體技術(shù)。