如何做游戏用Unity和Cardboard做一款VR游戏

  了解Unity3D与VR虚拟现实之间的区别囷联系之前我们首先要弄明白,什么是Unity3D什么是VR虚拟现实?搞清楚这两个名词的含义有助于帮助我们接下来对这两者之间的区别和联系的理解。

  什么是Unity3DUnity3D是一软专业3D游戏引攀,其具备跨平台发布、离效能优化、高性价比AAA级游戏画面演染效果等特点。目前Unity3D应用范围廣泛从手机游戏到联网的大型游戏,从严肃游戏到电子商务再到VR虚拟现实均可完美呈现。

  什么是VR虚拟现实虚拟现实(VirtualReality,简称VR)是由美国VPL公司创建人拉尼尔(JaronLanier)在20世纪80年代初提出的。具体内涵是:综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备在计算机仩生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。

  通过什么是Unity3D什么是VR虚拟现实?这两个名词的解释不难发现,VR虚拟现实是通過Unity3D开发引擎结合其他语言基础做出来的效果,也就是说学会Unity3D开发引擎,可以从事VR虚拟现实的相关工作简单来说Unity3D开发引擎是工具,VR虚擬现实是结果

  目前全球已超过九十万名开发者使用Unity3D,而且作品数量不断与日俱增尤其目前在AppStore内有超过1500种移动平台游戏以及横跨许哆国家上百个网页游戏都是以Unity3D为平台所开发的。这些开发者也包含许多国际知名厂商例如法国育碧Ubisoft,美商艺电ElectronicArts德国游戏巨头Bigpoint公司、迪斯尼Disney、乐高LEGO等。

  Unity3D开发引擎的产品特点

  1.支持多种格式导入:

  2.AAA级图像渲染引擎:

  Unity渲染底层支持DirectX和OpenGL内置的100组Shader系统,结合了简單易用灵活,高效等特点开发者也可以使用ShaderLab,建立自己的Shader先进的遮挡剔除(OcclusionCulling)技术以及细节层级显示技术(LOD),可支持大型游戏所需的运行性能

  3.高性能的灯光照明系统:

  Unity为开发者提供高性能的灯光系统,动态实时阴影、HDR技术、光羽&镜头特效等多线程渲染管道技术將渲染速度大大提升,并提供先进的全局照明技术(GI)可自动进行场景光线计算,获得逼真细腻的图像效果

  4.NVIDIA专业的物理引擎:

  Unity支歭NVIDIAPhysX物理引擎,可模拟包含刚体&柔体、关节物理、车辆物理等

  5.高效率的路径寻找与人群仿真系统:

  Unity可快速烘焙三维场景导航模型(NavMesh),用来标定导航空间的分界线目前在Unity的编辑器中即可直接进行烘焙,设定完成后即可大幅提高路径找寻(Path-finding)及人群仿真(CrowdSimulation)的效率

  6.友善的專业开发工具:

  包括GPU事件探查器、可插入的社交API应用接口,以实现社交游戏的开发;专业级音频处理API、为创建丰富通真的音效效果提供混音接口引擎脚本编辑支持,C#Boo三种脚本语言,可快速上手、并自由的创造丰宫多彩、功能强大的交互内容

  7.逼真的粒子系统:

  Unity开发的游戏可以达到难以皿信的运行速度,在良好硬件设备下每秒可以运算数百万面以上的多边形。高质量的粒子系统内置的Shuriken粒孓系统.可以控制粒子颜色、大小及粒子运动轨迹,可以快速创建下雨、火焰、灰尘、爆炸、烟花等效果!

  8.强大的地形编辑器:

  开发鍺可以在场景中快速创建数以千计的树木百万的地表岩层,以及数十亿的青青草地开发者只铸完成75%左右的地貌场景,引擎可自动填充優化完成其余的部分

  9.智能界面设计,细节凸显专业:

  Unity以创新的可视化模式让用户轻松建构互动体验提供直观的图形化程序接ロ,开发者可以玩游戏的形式开发游戏当游戏运行时,可以实时修改数值、资源甚至是程序高效率开发,拖拽即可

  ,Wii,Xbox360PS3多岼台的游戏发布。仅需购买iOSPro或AndroidPro发布模块就可以在iPhone或iPodTouch或Android系统等移动终端上创建任何酷炫的二维三维、多点触控、体感游戏随后可将游戏免費发布到自己的移动设备上运行,增添修改的方便性

  11.单机及在线游戏发布:

  Unity3D支持从单机游戏到大型联网游戏的开发,结合Legion开发包和Photon服务器的完美解决方案轻松即可创建MMO大型多人网路游戏。而且在开发过程中Unity3D提供本地客户《NativeClient)的发布形式,使得开发者可以直接在夲地机器进行测试修改.带助开发团队编写更强大的多人连线应用

  TeamLicense可以安装在任何Unity里,新增的界面可以方便用来进行团队协同开发避免不同人员重复不停的传送同样版本的资源至服务器,维持共用资源的稳定与快速反应其中的变化过长的反应更新时间将会影响团队協同开发的正确性与效率。

  13.可视化脚本语言u:

  可视化脚本编辑语言u具有高度的友好界面、整合性高、功能强大、修改容易等特點。开发者只祷将集成的功能模块用连线的方式通过逻辑关系将模块连接,即可快速创建所铸脚本功能非常适合非编程人员与项目制莋使用。

  Substance是一个功能强大的工具通过任何的普通位图图像,直接生成高品质的次时代游戏设计专用材质(法线图高度图,反射贴图等》为DCC工具或游戏引擎(如Unity3D)提供高级的渲染效果。

  在Unity3D这么强大的技术支持下VR虚拟现实的效果是可以轻而易举的实现,其中人机交互技术是密不可分的组成部分人机交互技术主要研究方向有两个方面,分别是:人如何做游戏命令系统;系统如何做游戏向用户提供信息众所周知,人在使用计算机方面的感受(即人机交互部分的友好度)直接影响到人对系统的接受程度而这两个方面直接决定了人机交互部分的友好度,这是Unity3D与VR虚拟现实之间的主要关联

  虚拟现实在各个行业和领域应用得越来越广泛,而同时也暴露出了一些不可忽视嘚问题如对现实世界的隔离,与人类感知外部世界的方式有冲突等等这些问题,都需要Unity3D开发引擎进行调整和研发Unity3D开发引擎将计算机苼成的虚拟物体或关于真实物体的非几何信息叠加到真实世界的场景之上,实现了对真实世界的增强同时,由于用于与真实世界的联系並未被切断交互方式也就显得更加自然,这就是两者之间亲密结合的成果也是目前最热门的VR虚拟现实受大家喜欢的根本所在。

用Unity开发第一款VR应用

随着Oculus宣布1月6日开启预售2016年很可能成为VR游戏元年,但很多的调研显示手游设备才是市场增长的关键,SuperData发布嘚报告显示2016年全球VR游戏市场规模预计在51亿美元左右,消费者设备安装量在3890万左右凭借价格门槛的优势,以谷歌Cardboard和三星Gear VR为代表的移动VR设備很大可能成为用户量最大的设备可能占据2016年虚拟现实设备安装量71%的份额,达到2700万


最近,一位从事VR游戏研发的开发者在自己的博客中展示了如何做游戏用Unity和Cardboard把一款3D游戏变成VR游戏的方法他在文章最后还表示,你甚至可以用这种方法把游戏转化为AR游戏或者从头开始做新嘚VR游戏,以下是Gamelook编译的博文:

很多的科幻电影都展示了用人类意志控制物体的能力但到目前为止,这仍旧是一种幻想目前还没有技术鈳以实现这一点。在这份新手教学博客中你可以学到如何做游戏用Unity做一款兼但的虚拟现实游戏,配合谷歌Cardboard创造比较简单的VR体验本文主偠讲的是:

把Cardboard摄像头集成到你的游戏中;调整UI元素以适应VR模式;做VR模式下可以选择的按钮;在游戏运行的时候程序化地把游戏在常规和VR模式下进行切换。

理论上说创造VR体验是非常直接的,你在屏幕上展示的并不是一个单独的图片而是需要2个。因为它们来自位置相隔几英団距离的两个摄像头玩家们从左摄像头看到的是左边图像,右边看到的则是右边图像这就创造了游戏景深。

此外再加上一些不错的動态传感器,你可以探测到用户面朝哪个方向把这些和你所创造的3D世界结合起来的话,就可以获得一个沉浸感很强的游戏体验在实际凊况中,在一个高分辨率的屏幕上展示两个图像需要非常复杂的硬件还需要可以追踪玩家的头部运动,把所有的功能集成到一个设备商还要控制其重量,以免让用户戴起来太累

然而,随着谷歌Cardboard的出现每一台智能机都有可能与Cardboard协作,可以用你手机的屏幕与传感器把咜们变成VR设备的一种,而你所需要的只是一些Cardboard和塑料镜片。

需要注意的是你可能大量用到Unity GUI,所以如果从来没有尝试过这个工具那么朂好是看看Unity GUI教程。想要用Google Cardboard做出自己的VR游戏你需要以下工具:

Unity专业版,版本5以上;一部智能机可以是iPhone 5代以后的设备,也可以是4.3以上版本嘚设备需要说的是,本文假设你是在用iPhone获得VR游戏体验

如果你从来没有用过Unity而且也不熟悉界面,那最好是去读Unity教程介绍

可能会有人说峩如何做游戏获得一个Cardboard硬件呢?

当然如果还没有Cardboard设备的话,最好是从供应商那里选购价格加运费大约是20-30美元,如果你觉得自己非常善於DIY也可以动手做自己的版本。在购买Cardboard的时候要注意提到V2或者Cardboard 2.0的字样,因为它们适配大量的手机包括大屏幕的iPhone 6+在内,它们还支持用户通过按钮进行输入操作

从某种程度上说,是可以的你仍然可以在自己的设备上运行做出来的游戏,它看起来会是这样的(下图):

在玩游戏的时候如果你用恰当的方式盯着屏幕看,也可以找到VR的感觉如果你四处移动手机,就可以进行控制虽然你也可以玩这款游戏,还能够看到游戏的实际效果但这种体验是比较有限的。

长话短说如果你没有足够的耐心等待Cardboard到货,你仍然可以从本文中学到东西呮是,如果有合适的设备你能够学的东西更多。

投入一些时间尝试这个样本游戏下载并解压这个Unity新手项目。接下来就是运行Unity在欢迎堺面,选择打开(Open)-找到StarterNinja文件夹打开NinjaAttack项目。

在项目浏览器(Project Browser)中在Assets里双击MainScene按钮,然后点击Play尝试一下这款游戏在图片中,你是左边的忍者随着怪兽在屏幕中出现,你可以在屏幕上点击任何地方释放一个忍者之星消灭怪兽在击杀20个怪兽之后,你就赢了但是,如果怪獸到达了左边的红色区域你就输了。

这款游戏看起来很熟悉是吗熟悉的读者可能会发现,它其实就是我之前介绍SpriteKit以及Cocos2D教程用到的游戏不过与之不同的是,这里的游戏是用3D渲染的当然,你并不一定能够真正地看到非常酷炫的3D效果这款游戏使用的是上帝视角,所以对所有的polygon进行渲染总觉得浪费时间所以,你现在可以发现为什么这款游戏非常适合做成VR了

你会发现的是,它比忍者的中心部位略高这樣可以展现出你在看他的眼睛。

接下来选择主摄像头(Main Camera)并且在Inspector中反选,做raccoon忍者对象的时候也需要同样的操作现在,把游戏在Unity编辑器Φ再次运行你就会看到一些类似于3D场景的东西。如果你在移动鼠标的时候按住选择键你的摄像头就会随着头部的运动进行旋转。

在iOS设備上运行你的游戏场景

在Unity编辑器中运行你的游戏是非常不错的但最后一次检查的时候,用VR头盔配上电脑显示器看起来会让人很痛苦所鉯我们需要适配到iPhone上。

把目标设备改为iPhone把iPhone和电脑进行连接,选择Build和Run然后给输出文件夹命名,这个名字你可以随意取

这时候,Unity就会导絀你的项目然后它就会自动在Xcode中打开,如果没有打开启动Xcode并且手动打开生成后的项目,运行然后在手机上尝试首次运行游戏的时候,你需要一系列的设置过程比如可以在Cardboard硬件上扫描二维码,这样Cardboard SDK就可以根据你的设备、距离等进行画质微调

需要注意的是,如果设置過程中你在扫描二维码的时候出现了 网址打开错误,那就必须调整Xcode项目中的info.plist苹果开发者论坛中有说到这个问题,感兴趣的童鞋可以亲洎查阅

接着,把你的手机插入Cardboard当中来回转头以调整摄像头视角,你就可以看到相对不错的3D画面了

能够看到你的游戏世界是非常不错嘚,但初次之外你还需要把玩法加入到游戏中,特别是你需要从忍者面朝的方向扔出忍者之星这是你将要做的第一个玩法。

对于UI来说Cardboard支持一个按钮,看起来可能是比较有限但如果把它和头部的动态追踪相结合的话,它可以做出更为复杂的互动在《Ninja Attack》中,你通过Cardboard.SDK.VRModeEnable资源侦测玩家是否开始了VR模式检查按钮是否和Cardboard.SDK.Triggered资源同时按下去了,如果这些值都对就可以在用户面朝的方向扔出忍者之星。

创造一个新嘚private变量:

这就可以运行了接下来我们看看Update()是做什么的:

第一个是GameObject头文件,Cardboard库会为你调出来所以它应该是已经指向了正确的位置;第二個是轻微偏移,这样你面前的忍者之星就会看起来更真实否则的话你扔出去的忍者之星就像是在四只眼之间进行运动,虽然看起来很cool泹给人的感觉很奇怪。

由于你的Ninja Star GameObject已经被设计飞往特定方向所以它会朝着正确的方向进攻。

再试一次这时候,你可以转头扔向坏人输贏logic仍旧起作用。

你可能已经注意到了当游戏结束的时候,用之前的Game Over按钮你的角色仍旧是在屏幕的左边。这款游戏用到了Display Canvas来展示Game Over界面Unity朂新的GUI教程中有讲到这一点,它总是出现在游戏窗口的顶部这个标签适用于大多数的游戏GUI,因为它可以自动适应到你屏幕的上方不论伱的摄像头在做什么,而且它可以非常不错地适应不同屏幕尺寸

但在这个案例中,你需要一个存在于游戏世界中的GUI canvas有一部分原因是它鈳以在3D环境中更好渲染,但还因为不希望把玩家爱是叫锁定到摄像头上你的玩家们需要可以上下自由地看,这样他们可以看到不同的UI元素找到最活跃的然后点击按钮。

你可以在Game View视角下看到两个canvas是大致重叠的(当游戏不运行的时候):

这些值是哪里来的呢坦白地说,我其实是调整到自己通过Cardboard摄像头看起来比较不错为止有时候,编程更多的是一门艺术而不是学科

需要注意的是,可能你会奇怪为什么昰很麻烦地支持两个Canvas而不是至改变现有的一个呢?原因是你既需要支持上帝视角,还需要支持VR模式所以一定要进行优化。

如果你准备現在就运行游戏就可以发现VR模式里的游戏结束界面展示的很自然。你可以上下看界面的不同部分现在所有缺少的东西就是再来一次的按钮。

幸运的是Unity内置了‘在使用world-space GUI Canvas的时候,摄像头中心点可以作为鼠标使用’但你需要提供额外的脚本才能使它在VR界面中进行使用。

检查VR Mode Only因为在VR模式下的时候,只需要这么运行就可以了最后,点击你刚刚增加的Gaze Input Module Component然后选择Move Up,重复一次确保它可以出现在触屏输入和独竝输入模式中,这可以确保Gaze Input Module在游戏进行的同时优先选择输入方式当所有都做好的时候,它看起来应该是这样的:

现在你就可以进行尝試了。这一次当你把视角放到Play Again按钮的时候,它就会变绿让你重新开始一场新的游戏。

或许你会发现这个版本的游戏在VR模式下玩起来有點难这是因为你的视角是缩水的,所以在你看着错误的方向时敌人很容易从你身边溜过去。而且你无法迅速改变瞄准方向,你会因為脖子转速的限制而影响到游戏操作你让玩家体验VR模式并不是为了惩罚他们,所以你该如何做游戏调整呢?当然可能会有人建议把敵人速度降低。

这会让你的游戏在VR模式下变得更简单所以玩家们不至于因为选择了VR模式就获得糟糕体验。

解决屏幕上的分数显示问题

你還需要解决的一个UI问题是屏幕上的分数这个就需要不同的方式来处理了。虽然它仍然需要在VR模式中恰当的被显示出来但你更希望它在伱看任何方向的时候都固定在摄像头上。

位置(01,2.5)、宽度400、高度100、旋转(00,0)、Scale(0.01150.0115,1)当完成之后,游戏看起来该是这样的:

看起来可能你的文本很奇怪地放在了屏幕中央但在VR模式里,你能够看到的世界比正常情况下是少很多的所以你在游戏中看到分数的时候应该是茬边缘部位的,你可以自由进行位置调整以使其适应你的手机。

接下来使用文本对象展示你的分数,这个过程和Game Over的做法类似

然后把這行代码增加到GotOne(),也放在更新scoreTxt的后面:

再次体验你的游戏现在,你就可以看到分数出现在左上角了还可以允许你的头部进行运动。

由于伱的游戏同时支持上帝视角和VR模式你应该给用户自由切换的选择,UI做起来是很直观的你只需要在上帝视角模式中加入一个简单的按钮,让玩家们来回切换模式即可

这个class里最重要的method就是ActiveVRMode,它是用来激活Cardboard的VR模式的其余的logic负责控制场景中的多个GameObject,取决于是否处于VR模式你茬上帝视角是看不到某些东西的。

你还可以发现的是当你侦测后面按钮的时候调用了Switch(),这个功能非常适合测试。

你还需要为GameController脚本增加更多嘚logic这样它才能在切换模式的时候展示或者隐藏一些东西,打开GameController.cs把这个method加进去:

最后你需要在上帝视角canvas为用户增加一个按钮,为了节约時间我已经把它做好了,位于prefabs文件夹中

在你的按钮对象底部,把它们连接起来这样点击按钮的时候就可以调用CardboardSwapper.Switch() method,你可以从这个动画看看是如何做游戏做出来的:

再次尝试你的游戏点击屏幕右下方的按钮切换至VR模式,然后单机Cardboard界面背后的按钮切换到上帝视角模式做箌这里,你的VR模式切换就已经完成了

现在,你可以把Unity中的任何3D游戏做成VR游戏了而且只需要一个Cardboard和一些塑料镜片,这是可以让所有人都能够体验的VR游戏版本的做法和iOS大致相同,谷歌的Unity Developer指南还提供了更多的技术信息最后,你甚至可以为你的VR游戏增加AR功能

最后,你可以嘗试Unity里所有的3D游戏看是否能够顺利地做成VR体验,或者这个教程也可以让你做出全新的VR游戏。


Unity3D用的好其实三分钟就可以开发一個VR程序下面来教你该怎么做。

(a)登录Steam客户端并点击右上角的VR按钮,这时会弹出SteamVR的小窗口

(b)连接好所有VR设备连接成功后SteamVR窗口上的图标会全蔀变为绿色

这个时候Game窗口会提示你可以戴上头盔了。戴上后四处环视一下就能找到控制器。

好了第一个程序就这么制作完成了。接下來大家就可以自行发挥啦~ 

导入好看的场景和模型编写自己的gameplay。

另外大家可以参考SteamVR Plugin自带的示例场景,分别是:

这次就介绍到这里之后峩们会详细地介绍SteamVR各个脚本的应用。

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