Unity游戏开发之2048游戏的实现
作者:恬静的小魔龙
一、前言
写今天这篇文章的缘由,其实是来自于前段时间和粉丝的一个聊天,最近他打算参加游戏创作大赛,问我需要准备学习什么知识,以及参加比赛的注意事项一类:
我相信因为热爱游戏而前来投身于U3D学习的粉丝想来不是少数,兴趣可以驱动学习,在完善自己心爱游戏的过程中,要不断的去学习,不断的提高自己。
而参与游戏设计比赛,更是提高自身技术实力、增长眼界见识的优秀途径,在此途中也能遇见不少志同道合的好朋友。
那今天就借此简单的聊一下,制作一个简单游戏需要具备哪些技术栈,以及参加这类比赛需要的知识基础。
并且,还有休闲类游戏《2048》的实战开发内容。
二、游戏开发知识储备
接下来就聊一下做一个游戏需要具备哪些技术栈, 因为只是面对“做出游戏”这个特定需求,所以有些技术没有列举出来,在开发中遇到可以再学习。
2-1技术栈
Unity3D安装
首先,学习Unity3D你要安装Unity3D编辑器吧,激活Unity Hub许可证。
分享 几个下载链接:
当然,比较推荐是用Unity Hub下载安装:
安装后激活许可证,这个网上教程比较多,这里就不赘述了:
Unity3D编辑器布局学习
学习Unity3D编辑器,要先熟悉Unity编辑器的布局,比如菜单栏,工具栏在什么位置:
Unity入门组件学习
Unity的特色就是面向组件编程,所以对于组件的熟悉是基本的要求。
比较常用的组件有:
Audio组
- AudioSource
- AudioListener
Effects组
- ParticleSystem
- LineRenderer
- TrailRenderer
Event组
- EventSystem
- EventTrigger
- GraphicRaycaster
Layout组
- RectTransform
- Canvas
- CanvasGroup
- CanvasScaler
- AspectRatioFitter
- ContentSizeFitter
- GridLayoutGroup
- HorizontalLayoutGroup
- VerticleLayoutGroup
- LayoutElement
Mesh组
- MeshFilter
- MeshRenderer
- SkinnedMeshRenderer
- TextMeshPro-Text
Miscellaneous组
- Animator
- Animation
Nevigation组
- NavMeshAgent
- NavMeshObstacle
Physics2D组
- Rigidbody2D
- BoxCollider2D
- CapsuleCollider2D
- CircleCollider2D
- CompositeCollider2D
- EdgeCollider2D
Physics组
- Rigidbody
- BoxCollider
- CapsuleCollider
- SphereCollider
- CharacterController
- TerrainCollider
Rendering组
- Camera
- CanvasRenderer
- SpriteRenderer
- Skybox
- SortingGroup
- Light
组件比较多,但是不需要全部学习,只需要在用到的时候查看一下Unity3D手册即可:
Unity3D中文手册https://docs.unity.cn/cn/current/Manual/index.html
C#语言基础
Unity3D的脚本语言是C#,随意要做好Unity3D开发,C#编程语言肯定要学的。
最基本的面向对象思想,数据类型、流程控制、数组、函数都要有一定的了解。
Unity3D-UGUI
UGUI是Unity3D的UI系统,可以用UGUi搭建界面,然后很多的用户交互逻辑都是在UI上完成的,所以学好UGUI是很有必要的,下面就来看一下UGUI的基本组件:
- Text
- Image
- RawImage
- Button
- Toggle
- Slider
- Scrollbar
- Dropdown
- InputField
- Canvas
- Panel
- ScrollView
数据结构
数据结构是一种具有一定逻辑关系,在计算机中应用某种存储结构,并且封装了相应操作的数据元素的集合。
简单点说就是专门用于数据存储和检索的类。
因为做游戏开发或者其他项目都会用到对数据的操作,而数据结构就是专门用于数据存储和检索的类。
常见的数据结构有:
- 列表List
- 数组Array
- 字典Dictionary
- 栈Stack
- 队列Queue
总结的技术栈看着字没有那么多,但是内容还是很多的,比如说Unity3D的组件、C#脚本语言、UGUI系统,每一块拿出来都是很多的内容。
三、休闲类游戏《2048》开发实战
3-1玩法概述
开局是一个4X4棋盘,棋盘中随机出现两个数字,出现的数字为2或4。
玩家通过选择上下左右四个反向,若玩家选择的方向上有相同的数字则合并,若选择的反向上没有相同的数字但是有空位则移动,可以移动的同时合并,但是不可以连续合并。
若棋盘被数字填满,无法进行移动或合并,则游戏失败。
如果棋盘出现2048,则游戏胜利:
3-2实现分析
根据规则,来分析一下游戏的实现。
以向左移动为例:
可以看到移动后的规则:
相邻的元素值相同则合并,然后末尾补上空元素
开头或中间有空元素就移动到末尾
只合并一次,不会多次合并
3-3搭建场景
(1)新建项目我用的Unity 2019.4.7f1版本,模板选择2D,设置项目名称和位置:
(2)将图片另存为,然后导入到项目中:
(3)在Inspector视图中导入设置:
(4)分割图片,点击Sprite Editor后,会出现分割窗口,然后点击Slice,选择Grid By Cell Count,点击Apply:
分割后:
(5)切完后,把图集放到Resources文件夹中,没有就新建一个,Resources文件夹在Unity中有特殊作用,可以通过脚本Resources类进行访问。
PS:注意图集的名字2048,稍后代码会用到。
接着将2048_0拖入场景中,重命名为BG,设置排序层Order inLayer为-1,这样背景就总是显示在最下面了:
将BG拖入Project视图,做成预制体:
同样的操作,将2048_1拖入场景,然后重命名为Card,设置排序层为0,然后做成预制体:
将场景中的BG和Card对象删除,我们将在后面使用实例化新建出来。
至此,我们的场景就搭建完成了,下面进行代码的编写。
3-4实现代码
(1)首先,我们需要创建16个小方格作为背景,新建脚本GameManager.cs,双击打开脚本,编写代码:
using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class GameManager : MonoBehaviour { public GameObject bgSprite;//背景卡片 private Vector2 BeginPos = new Vector2(-1.5f, 1.5f);//差不多在屏幕中间 private float OffsetX = 1.1f;//xy 加个0.1 有个间隙 private float OffsetY = 1.1f; void Start() { CreateBG(); } void CreateBG() { GameObject BG = new GameObject("BG");//创建空游戏对象作为背景预制体 for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 4; j++) { Vector2 newPos = new Vector2(BeginPos.x + j * OffsetX, BeginPos.y - i * OffsetY); Instantiate(bgSprite, newPos, Quaternion.identity, BG.transform); } } } }
将脚本附给Main Camera对象,然后将预制体BG拖到Card脚本组件的BgSprite卡槽中:
运行程序:
(2)接下来创建一个Card.cs脚本,主要用来管理创建的Card对象,找到Project视图中的Card对象,将Card.cs脚本附加上去:
修改Card.cs脚本:
using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class Card : MonoBehaviour { public Sprite[] CardSprites;//读取图集中所有切片 private string fileName = "2048";//图集的名字 public int _currentIndex = 0;//当前卡片的显示编号 void Awake() { CardSprites = Resources.LoadAll<Sprite>(fileName); } //根据卡片编号修改SpriteRendere,从而改变卡片的数值 public void Generate(int index) { _currentIndex = index; GetComponent<SpriteRenderer>().sprite = CardSprites[_currentIndex]; } //合并卡片的逻辑 public void Merge() { _currentIndex++; GetComponent<SpriteRenderer>().sprite = CardSprites[_currentIndex]; } }
(3)接下来修改GameManager.cs脚本,双击打开脚本,修改代码:
using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class GameManager : MonoBehaviour { public GameObject card;//卡片对象 private GameObject[,] cardList = new GameObject[4, 4];//卡片游戏对象对应的棋盘格子 private int CardNum = 0;//棋盘格子的卡片计数,用于满格后重新开始游戏 void Start() { CreateBG(); CreateCard(); } void Update() { if (Input.GetKeyDown(KeyCode.W))//上 { MoveUp(); CreateCard(); } if (Input.GetKeyDown(KeyCode.S))//下 { MoveUp(); MoveDown(); } if (Input.GetKeyDown(KeyCode.A))//左 { MoveLeft(); CreateCard(); } if (Input.GetKeyDown(KeyCode.D))//右 { MoveRight(); CreateCard(); } } void CreateBG() { GameObject BG = new GameObject("BG");//创建空游戏对象作为背景预制体 for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 4; j++) { Vector2 newPos = new Vector2(BeginPos.x + j * OffsetX, BeginPos.y - i * OffsetY); Instantiate(bgSprite, newPos, Quaternion.identity, BG.transform); } } } void CreateCard() { } void MoveUp() { } void MoveDown() { } void MoveLeft() { } void MoveRight() { } }
CreateCard函数的主要实现思路是:
- 每次申城一个卡片时计算当前数组中的卡牌数,如果大于16则游戏重置
- 否则随机生成坐标点,判断当前当前坐标是否有卡片,直到找到空余位置,实例化卡片
- 生成对应数字的卡片
void CreateCard() { CardNum = 0; foreach (var item in cardList) { if (item) { CardNum++; } } if (CardNum >= 16) { ResetGame(); return; } int X_index, Y_index = 0; do { X_index = Random.Range(0, 4); Y_index = Random.Range(0, 4); } while (cardList[X_index, Y_index]); Vector2 newPos = GetPosVector2(X_index, Y_index); cardList[X_index, Y_index] = Instantiate(_card, newPos, Quaternion.identity); if (Random.Range(0.0f,1.0f)>0.5f) { cardList[X_index, Y_index].GetComponent<Card>().Generate(1); } else { cardList[X_index, Y_index].GetComponent<Card>().Generate(2); } } public Vector2 GetPosVector2(int x, int y) { return new Vector2(BeginPos.x + y * OffsetX, BeginPos.y - x * OffsetY); } void ResetGame() { foreach (var card in cardList) { if (card != null) { Destroy(card); } cardList = new GameObject[4, 4]; } }
(4)接下来就是响应鼠标输入,然后移动卡片了,以向上移动为例,主要逻辑思路如下:
遍历卡片数组,寻找存在的卡片
寻找到一个存在的卡片,沿着移动方向上每一个格子做判断,看前面是否有卡片,找到离自己最近的卡片做判断
如果与本身卡片数值一直,则进行Card类中的Merge方法进行合并
否则,将卡片移动到该格子的临近格子
向上移动代码实现如下:
void MoveUp() { for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 4; j++) { if (cardList[i, j] != null)//当找到其中的卡片后 { GameObject temp = cardList[i, j];//保留该卡片的引用 int x = i; int y = j; bool isFind = false;//设置查找标识 while (!isFind) { x--;//根据方向的不同 x--是向上 x++是向下 if (x < 0 || cardList[x, y])//达到边界或找到卡片后 { isFind = true; //判断值是否相同,相同的话合并操作 if (x >= 0 && cardList[x, y].GetComponent<Card>()._currentIndex == cardList[i, j].GetComponent<Card>()._currentIndex) { cardList[x, y].GetComponent<Card>().Merge(); Destroy(cardList[i, j]); cardList[i, j] = null; } else//否则移动即可 { cardList[i, j] = null; cardList[x + 1, y] = temp; cardList[x + 1, y].transform.position = GetPosVector2(x + 1, y); } } } } } } }
向下移动:
void MoveDown() { for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 4; j++) { if (cardList[i, j] != null)//当找到其中的卡片后 { GameObject temp = cardList[i, j];//保留该卡片的引用 int x = i; int y = j; bool isFind = false;//设置查找标识 while (!isFind) { x++;//根据方向的不同 x--是向上 x++是向下 if (x > 3 || cardList[x, y])//达到边界或找到卡片后 { isFind = true; //判断值是否相同,相同的话合并操作 if (x <= 3 && cardList[x, y].GetComponent<Card>()._currentIndex == cardList[i, j].GetComponent<Card>()._currentIndex) { cardList[x, y].GetComponent<Card>().Merge(); Destroy(cardList[i, j]); cardList[i, j] = null; } else//否则移动即可 { cardList[i, j] = null; cardList[x - 1, y] = temp; cardList[x - 1, y].transform.position = GetPosVector2(x - 1, y); } } } } } } }
向左移动:
void MoveLeft() { for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 4; j++) { if (cardList[i, j] != null)//当找到其中的卡片后 { GameObject temp = cardList[i, j];//保留该卡片的引用 int x = i; int y = j; bool isFind = false;//设置查找标识 while (!isFind) { y--;//根据方向的不同 x--是向上 x++是向下 if (y < 0 || cardList[x, y])//达到边界或找到卡片后 { isFind = true; //判断值是否相同,相同的话合并操作 if (y >= 0 && cardList[x, y].GetComponent<Card>()._currentIndex == cardList[i, j].GetComponent<Card>()._currentIndex) { cardList[x, y].GetComponent<Card>().Merge(); Destroy(cardList[i, j]); cardList[i, j] = null; } else//否则移动即可 { cardList[i, j] = null; cardList[x, y + 1] = temp; cardList[x, y + 1].transform.position = GetPosVector2(x, y + 1); } } } } } } }
向右移动:
void MoveRight() { for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 4; j++) { if (cardList[i, j] != null)//当找到其中的卡片后 { GameObject temp = cardList[i, j];//保留该卡片的引用 int x = i; int y = j; bool isFind = false;//设置查找标识 while (!isFind) { y++;//根据方向的不同 x--是向上 x++是向下 if (y > 3 || cardList[x, y])//达到边界或找到卡片后 { isFind = true; //判断值是否相同,相同的话合并操作 if (y <= 3 && cardList[x, y].GetComponent<Card>()._currentIndex == cardList[i, j].GetComponent<Card>()._currentIndex) { cardList[x, y].GetComponent<Card>().Merge(); Destroy(cardList[i, j]); cardList[i, j] = null; } else//否则移动即可 { cardList[i, j] = null; cardList[x, y - 1] = temp; cardList[x, y - 1].transform.position = GetPosVector2(x, y - 1); } } } } } } }
运行游戏,就可以愉快的玩耍了:
到这一步,我们就完成了《2048》游戏的核心代码实现,但是我们的代码只有满格后重新开始游戏的判断,没有游戏完成的判断,下面加一个游戏成功的代码,继续修改GameManager.cs脚本:
void CreateCard() { CardNum = 0; foreach (var item in cardList) { if (item) { CardNum++; } } if (CardNum >= 16) { ResetGame(); return; } int X_index, Y_index = 0; do { X_index = Random.Range(0, 4); Y_index = Random.Range(0, 4); } while (cardList[X_index, Y_index]); Vector2 newPos = GetPosVector2(X_index, Y_index); cardList[X_index, Y_index] = Instantiate(_card, newPos, Quaternion.identity); if (Random.Range(0.0f,1.0f)>0.5f) { cardList[X_index, Y_index].GetComponent<Card>().Generate(1); } else { cardList[X_index, Y_index].GetComponent<Card>().Generate(2); } SucceedGame(); } void SucceedGame() { foreach (var item in cardList) { if (item.GetComponent<Card>()._currentIndex >= 11) { Debug.Log("游戏成功"); break; } } ResetGame(); }
整体GameManager.cs脚本代码:
using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class GameManager : MonoBehaviour { public GameObject bgSprite;//背景卡片 private Vector2 BeginPos = new Vector2(-1.5f, 1.5f);//差不多在屏幕中间 private float OffsetX = 1.1f;//xy 加个0.1 有个间隙 private float OffsetY = 1.1f; public GameObject _card;//卡片对象 private GameObject[,] cardList = new GameObject[4, 4];//卡片游戏对象对应的棋盘格子 private int CardNum = 0;//棋盘格子的卡片计数,用于满格后重新开始游戏 void Start() { CreateBG(); CreateCard(); CreateCard(); } void Update() { if (Input.GetKeyDown(KeyCode.W))//上 { MoveUp(); CreateCard(); } if (Input.GetKeyDown(KeyCode.S))//下 { MoveDown(); CreateCard(); } if (Input.GetKeyDown(KeyCode.A))//左 { MoveLeft(); CreateCard(); } if (Input.GetKeyDown(KeyCode.D))//右 { MoveRight(); CreateCard(); } } void CreateBG() { GameObject BG = new GameObject("BG");//创建空游戏对象作为背景预制体 for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 4; j++) { Vector2 newPos = new Vector2(BeginPos.x + j * OffsetX, BeginPos.y - i * OffsetY); Instantiate(bgSprite, newPos, Quaternion.identity, BG.transform); } } } void CreateCard() { CardNum = 0; foreach (var item in cardList) { if (item) { CardNum++; } } if (CardNum >= 16) { ResetGame(); return; } int X_index, Y_index = 0; do { X_index = Random.Range(0, 4); Y_index = Random.Range(0, 4); } while (cardList[X_index, Y_index]); Vector2 newPos = GetPosVector2(X_index, Y_index); cardList[X_index, Y_index] = Instantiate(_card, newPos, Quaternion.identity); if (Random.Range(0.0f,1.0f)>0.5f) { cardList[X_index, Y_index].GetComponent<Card>().Generate(1); } else { cardList[X_index, Y_index].GetComponent<Card>().Generate(2); } SucceedGame(); } public Vector2 GetPosVector2(int x, int y) { return new Vector2(BeginPos.x + y * OffsetX, BeginPos.y - x * OffsetY); } void ResetGame() { foreach (var item in cardList) { if (item != null) { Destroy(item); } cardList = new GameObject[4, 4]; } } void SucceedGame() { foreach (var item in cardList) { if (item.GetComponent<Card>()._currentIndex >= 11) { Debug.Log("游戏成功"); break; } } ResetGame(); } void MoveUp() { for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 4; j++) { if (cardList[i, j] != null)//当找到其中的卡片后 { GameObject temp = cardList[i, j];//保留该卡片的引用 int x = i; int y = j; bool isFind = false;//设置查找标识 while (!isFind) { x--;//根据方向的不同 x--是向上 x++是向下 if (x < 0 || cardList[x, y])//达到边界或找到卡片后 { isFind = true; //判断值是否相同,相同的话合并操作 if (x >= 0 && cardList[x, y].GetComponent<Card>()._currentIndex == cardList[i, j].GetComponent<Card>()._currentIndex) { cardList[x, y].GetComponent<Card>().Merge(); Destroy(cardList[i, j]); cardList[i, j] = null; } else//否则移动即可 { cardList[i, j] = null; cardList[x + 1, y] = temp; cardList[x + 1, y].transform.position = GetPosVector2(x + 1, y); } } } } } } } void MoveDown() { for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 4; j++) { if (cardList[i, j] != null)//当找到其中的卡片后 { GameObject temp = cardList[i, j];//保留该卡片的引用 int x = i; int y = j; bool isFind = false;//设置查找标识 while (!isFind) { x++;//根据方向的不同 x--是向上 x++是向下 if (x > 3 || cardList[x, y])//达到边界或找到卡片后 { isFind = true; //判断值是否相同,相同的话合并操作 if (x <= 3 && cardList[x, y].GetComponent<Card>()._currentIndex == cardList[i, j].GetComponent<Card>()._currentIndex) { cardList[x, y].GetComponent<Card>().Merge(); Destroy(cardList[i, j]); cardList[i, j] = null; } else//否则移动即可 { cardList[i, j] = null; cardList[x - 1, y] = temp; cardList[x - 1, y].transform.position = GetPosVector2(x - 1, y); } } } } } } } void MoveLeft() { for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 4; j++) { if (cardList[i, j] != null)//当找到其中的卡片后 { GameObject temp = cardList[i, j];//保留该卡片的引用 int x = i; int y = j; bool isFind = false;//设置查找标识 while (!isFind) { y--;//根据方向的不同 x--是向上 x++是向下 if (y < 0 || cardList[x, y])//达到边界或找到卡片后 { isFind = true; //判断值是否相同,相同的话合并操作 if (y >= 0 && cardList[x, y].GetComponent<Card>()._currentIndex == cardList[i, j].GetComponent<Card>()._currentIndex) { cardList[x, y].GetComponent<Card>().Merge(); Destroy(cardList[i, j]); cardList[i, j] = null; } else//否则移动即可 { cardList[i, j] = null; cardList[x, y + 1] = temp; cardList[x, y + 1].transform.position = GetPosVector2(x, y + 1); } } } } } } } void MoveRight() { for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 4; j++) { if (cardList[i, j] != null)//当找到其中的卡片后 { GameObject temp = cardList[i, j];//保留该卡片的引用 int x = i; int y = j; bool isFind = false;//设置查找标识 while (!isFind) { y++;//根据方向的不同 x--是向上 x++是向下 if (y > 3 || cardList[x, y])//达到边界或找到卡片后 { isFind = true; //判断值是否相同,相同的话合并操作 if (y <= 3 && cardList[x, y].GetComponent<Card>()._currentIndex == cardList[i, j].GetComponent<Card>()._currentIndex) { cardList[x, y].GetComponent<Card>().Merge(); Destroy(cardList[i, j]); cardList[i, j] = null; } else//否则移动即可 { cardList[i, j] = null; cardList[x, y - 1] = temp; cardList[x, y - 1].transform.position = GetPosVector2(x, y - 1); } } } } } } } }
至此,我们的《2048》游戏就已经完成了,愉快的玩耍吧。
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