论文总字数：18218字

摘 要

计算机的出现不光使得人们生活更加便利，也改变了人们的娱乐方式。以前，由于硬件条件不足，大多的游戏都是以2D呈现的。但是随着时代的发展，硬件性能的提高，图形学的诞生，3D游戏开始出现在人们视野当中。

本实现旨在如何应用常见的游戏开发知识和功能，初步掌握基于unity3d游戏引擎的开发方法，完成一个具有一定可玩性的小游戏。游戏中，玩家需要躲避弹幕并射击消灭敌人达成胜利。游戏开发是一项涉及到许多方面技术的工程，本游戏中主要涉及的模块包括第三人称的移动、射击、视角控制，游戏流程控制，动画状态的控制，对象池的应用以及实现简单的碰撞和UI等。

本论文将从分析技术背景，重要性，介绍3d弹幕游戏的设计与实现过程，从需求分析，系统设计，详细设计和项目测试等方面介绍3d弹幕游戏的设计与实现过程并总结项目完成情况。

关键词：3d游戏 弹幕 unity3d

The 3D shooter game based on Unity3d

Abstract

The birth of computers not only made people’s lives more convenient,but also changed the way of entertainment.Previously,due to insufficient hardware conditions,most games were presented in 2D. But with the development of the times, the improvement of hardware performance, the birth of graphics, 3D games began to appear in people's vision.

This implementation aims at how to apply common game development knowledge and functions, initially grasp the development method based on unity3d game engine, and complete a small game with certain playability. In the game, players need to avoid the barrage and shoot to destroy the enemy to achieve victory. Game development is a project involving many aspects of technology. The main modules involved in this game include third-person movement, shooting, perspective control, game flow control, animation state control, object pool application, and simple collision UI etc.

This paper will introduce the design and implementation process of the 3d barrage game from the analysis of technical background, importance, introduce the design and implementation process of the 3d barrage game from the aspects of requirements analysis, system design, detailed design and project testing, and summarize the project completion Happening.

Key words : 3Dgame; STG; Unity3d

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 游戏引擎的出现 1

1.2 游戏引擎的发展 1

1.3选择unity3d引擎的原因 2

第二章 系统分析 3

2.1 需求分析 3

2.1.1 系统的功能需求 3

2.2.1 系统的维护需求 3

2.2 可行性分析 4

2.2.1 技术可行性 4

2.2.2 经济可行性 5

2.2.3操作可行性 5

2.3 系统运行环境 5

第三章 系统总体设计 7

3.1 总体功能 7

3.2 游戏功能设计 7

第四章 系统详细设计 9

4.1 场景设计及素材 9

4.2 第三人称移动控制 9

4.3 第三人称射击功能 10

4.4 第三人称视角控制 11

4.5 对象池的使用 12

4.6 游戏流程的控制 13

4.7 人物动画 15

4.8 碰撞 17

4.9 UI 18

第五章 系统调试与测试 21

5.1 程序调试 21

5.2 程序测试步骤 22

5.3 程序测试用例 23

第六章 结论 24

参考文献 25

致谢 27

第一章 引言

1.1 游戏引擎的定义

游戏引擎指的是一些已经编写好的，能够应用于游戏开发的可交互实时应用程序。这些程序为游戏开发者提供了便利，不需要从零开始制作游戏。游戏引擎通常包含以下系统：物理引擎，脚本，动画系统，渲染系统，音频系统等。

1.2 游戏引擎的发展

在以前，还完全不存在游戏引擎的时候，许多游戏都是打开编辑器，从零编写代码。但是随着游戏的成长，游戏开发也变得复杂，开发者开始学会复用之前的代码，这是一种类似于框架的概念，但是还称不上是游戏引擎，真正改变了游戏开发历史，创造出游戏引擎的开发者名为约翰·卡马克(John Carmack)。

约翰·卡马克针对游戏应用开发，实现了第一个3D游戏框架，设计了接口，方便修改。在此基础上约翰·卡马克开发了世界第一款3D游戏《德军总部3D》，这款游戏使用的代码被认为是游戏引擎的雏形。他还是是一名坚定的开源代码支持者，其开发的游戏都会在两三年后开源。因此衍生了其他游戏引擎，比如《半条命》的Source引擎，《战地》引擎。

这些引擎在发展中各自早就了不同技术，这些技术往往都能在现在的引擎中找到其身影。比如《半条命》的souce引擎，使用了脚本序列，这个功能能够让游戏根据脚本运行，触发一系列脚本动画，事件，改进了怪物AI，极大了游戏逻辑的可玩性。《The Thief》的引擎dark engine则是第一款实现了动态光影，听觉特效的引擎，声音在游戏世界中有了位置的概念，这是许多潜行类游戏的技术基础。除此之外还有像MAX-FX引擎的子弹时间，光线能量追踪，GEO-MOD引擎的动态破坏系统，Serious引擎根据距离渲染，极大的增加了场景大小及对象数量。

这些引擎的发展最终造就了现代化的游戏引擎，unity3dcrytek的cryengine，capcom的mt framework。其中epic的Unreal虚幻引擎，其前身也是约翰·卡马克开发的《Quake》《DOOM》系列游戏的开源引擎，但是之后的商业化，使得unreal引擎能够快速发展，所以如今开发游戏，最好的选择是使用已经高度完善的游戏引擎进行开发。

1.3选择unity3d引擎的原因

基于Unity3d的游戏开发十分方便快捷，高度模块化的组件使得开发非常便利与快速。官方的asset store使得开发者能够快速制作demo，使用游戏开发常用插件。相对于unreal使用的c 语言，unity使用的c#语言在初学阶段能够降低开发难度，更注重游戏逻辑的实现。

第二章 系统分析

2.1 需求分析

电子游戏已经成为了国民的主要娱乐方式之一，本文设计实现了一个基于unity3d，具有完整游戏流程的弹幕射击游戏，可以让玩家可以在3d世界中体验游戏，项目功能及目标为：

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