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基于Unity3D的探索解密游戏程序开发毕业论文

 2020-02-16 10:02  

摘 要

本文分析对比了几款经典的解密游戏的游戏规则和机关设置,并且从中剖析了解密游戏的基本原型。之后根据解谜游戏的基本原型设计开发了一款安卓端的解密游戏《Aurora》,该解密游戏的谜题以潘洛斯三角形的视错觉为主题,设计了包括旋转、滑块、传送门、升降台等机关。

本文从开发平台、建模平台、发布平台的介绍开始,对游戏的流程设计、游戏机关的设计到游戏的详细实现都进行了详细的介绍和讲解,并着重介绍了各个游戏机关的实现方式,包括游戏机关的识别、旋转和归位,潘洛斯三角的实现方式,游戏人物的驱动实现,包括人物如何识别从源点到目标点的路径,如何移动至目标位置等,游戏场景的切换方式并且将同步切换和异步切换两种场景切换方式进行了研究和对比以及音乐开关的实现。

关键词:潘洛斯三角形、Unity3D游戏开发、Android、解密游戏

Abstract

This paper analyzes and compares the game rules and organization settings of several classic decryption games, and analyzes the basic prototype of the decryption game. Then, according to the basic prototype design of the puzzle game, an Android-side decryption game "Aurora" was developed. The puzzle of the decryption game is based on the visual illusion of the Panlos triangle, and is designed to include a rotation, a slider, a portal, and a lifting platform. And other institutions.

This article begins with the introduction of the development platform, modeling platform, and publishing platform. It introduces and explains the process design of the game, the design of the game organization, and the detailed implementation of the game. It also introduces the implementation methods of each game organization. Including the recognition, rotation and homing of the game organization, the implementation of the Panlos triangle, the driving realization of the game characters, including how the character recognizes the path from the source point to the target point, how to move to the target position, etc. The two scene switching modes of synchronous switching and asynchronous switching are studied and compared and the implementation of music switch.

Key Words: Panos triangle, Unity3D game development, Android, puzzle-solving game

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的及意义 1

1.2 发展背景 1

1.3 国内外相关研究现状 2

1.3.1 国内外优秀解谜游戏功能和技术分析 2

1.3.2 相关技术发展趋势 3

1.4 本文主要内容 4

第2章 解谜游戏系统总体设计 5

2.1 开发平台和建模平台的选择 5

2.1.1 开发平台的选择 5

2.1.2 建模平台的选择 6

2.1.3 发布平台的选择 7

2.2 游戏规则设计 7

2.2.1 功能模块设计 7

2.2.2 机关设计 8

2.2.3 系统运行流程 10

2.2.4 主要技术路线 10

第3章 解谜游戏系统实现 12

3.1 游戏场景三维建模 12

3.1.1 人物模型 12

3.1.2 场景模型 12

3.2 游戏人物驱动实现 15

3.3 游戏机关实现 17

3.3.1 基本机关 17

3.3.2 视错觉的实现 20

3.4 场景加载 22

3.5 音效等多媒体信息处理 23

第4章 游戏测试与分析 24

4.1 游戏的参数设置 24

4.2 游戏运行的测试 24

第5章 总结与展望 28

5.1 本文总结 28

5.2 未来展望 28

参考文献 29

致谢 30

绪论

研究的目的及意义

上世纪80年代,世界上诞生了第一部移动电话——摩托罗拉DynaTAC8000X,俗称大哥大。随着科技的不断发展,手机的各项性能都得到了很大的提高,智能手机的出现和普及极大的推动了游戏行业的发展,移动游戏产业成为游戏行业的巨头之一,其产品数量也呈指数式快速增长。加上人们的生活水平在不断的提高,游戏也逐渐揭下了“玩物丧志”、“误人子弟”的标签,成为快节奏生活下人们释放压力,消遣时光的一种方式。科学研究表明,适当的游戏有助锻炼思维,开发智力,还能够培养人们的规则意识等。

手机游戏种类丰富,能够迎合各式各样人群的喜好。目前手游大致有以下几种类型:经营类、射击类、动作类、角色扮演类、休闲益智类等。解谜游戏属于休闲益智类,也属于策略类游戏。游戏中玩家可探索范围非常广阔,剧情也十分丰富,游戏玩家可通过设计者给出的剧情、暗示和自己的想象力从无数的可能中找到唯一的(合理的)选择,解开设计者的谜题。相比较而言,解谜类游戏情节较为华丽,画面和模型的制作也比较精良,能够带给玩家很好的浸入感。国外游戏行业起步早且注重创新,他们在实践的过程中积累了丰富的经验,所以国外有很多十分经典又有趣的解谜游戏,比如《纪念碑谷》,它通过清新唯美的低模风、利用视错觉的创新玩法征服了一大批玩家。除此之外,还有《未上锁的房间》、机械迷城等都是十分优秀的解谜游戏,其机关的设置恰到好处。而国内的解谜游戏很多都是国外游戏的汉化版或是模仿版,缺乏与国外游戏抗衡的实力,这也意味着国内的解谜游戏拥有巨大的市场潜力。

发展背景

解谜游戏其实是一种非常古老的游戏形式,可以追溯到开始有文字历史记录的时期,但是当时的解谜游戏是以一种很小的形式来记录的,比如一个笑话、一首诗或是一个魔术。比如在古希腊神话中有这样一个故事:在忒拜城附近的一个悬崖上,斯芬克斯用缪斯传授的谜题问过往的路人,猜不中就会被吃掉,这个谜题是:有一种动物,早上四条腿,中午两条腿,晚上三条腿,腿最多时也是他走路最慢体力最弱的时候,问这是什么动物?可以看出,这个古老的谜题已经具备基本的解谜游戏的三个要素了:谜题,其作用的对象以及解答的过程。而谜题则是三个基本要素中吸引玩家的关键,所以一款优秀的解谜游戏并不是简单的谜题的罗列与堆叠,否则它就会与脑筋急转弯无异,无法给玩家带来良好的沉浸感。因此,对于谜题设计者来说,他们需要精心设计各个游戏关卡来达到更好的游戏效果。目前应用商店中的解谜游戏数量庞大,但是质量参差不齐,很多都是千篇一律,缺乏创新。

国内外相关研究现状

国内外优秀解谜游戏功能和技术分析

国内外有很多十分优秀的解谜游戏,无论是画面、剧情还是谜题都设计的十分巧妙,比如2014年发行的《纪念碑谷》,其精致的画风、轻松的剧情和恰到好处的难度能够给玩家很好的浸入感和体验感。该游戏的主人公叫做艾达,我们可以通过控制这个可爱的小人来触发机关解答谜题。

图 .1

这款解谜游戏的谜题设置十分出色,如果在玩游戏的过程中仔细观察一下,你就会发现很多地方都有潘洛斯三角的身影,因为这款游戏的大部分谜题都是以潘洛斯三角为基础,利用人们视觉上的错觉来设置的,只要变换一下角度,很多现实生活不可能发生的事情在这个游戏中都会变成可能。除此之外,《纪念碑谷》与其他的解谜游戏不同的是这款游戏并没有时间或是积分的限制,你可以在你的闲暇时光慢慢寻找藏在故事里的答案。

另外一款经典的解谜游戏是《The Room》(《未上锁的房间》),这款游戏的画面也十分精致,不同于《纪念碑谷》的清新风格,它的画面色调偏暗,营造了一种神秘的氛围。

这款游戏的谜题是以机关盒为背景的,玩家通过仔细观察盒子的构造和点击可能有利于解决谜题的机关来获得线索,像是一个钥匙、一个放大镜或是一个暗盒。而且这个游戏的很多线索提示都非常的隐喻,加上几年前这版游戏并没有汉化版,导致对于很多中国玩家来说这款解谜游戏的难度系数非常高,但是当你沉下心来细细推敲,最后找到答案后会给你带来巨大的成就感,这也是很多人沉迷于解谜游戏的原因。

图 .2

无论是《纪念碑谷》、《The Room》,还是其他优秀的解谜游戏,比如《机械迷城》等,我们不难从中找出他们的相似点,即解谜游戏的基本原型。概括来说:解谜游戏就是游戏玩家通过设计者给出的明显的或是隐晦的线索、暗示,从近乎无穷的可能性中找到唯一的合理的答案。

相关技术发展趋势

随着科技的发展,制作工具的优化以及人们技术的不断提高,游戏的制作也越来越精良,无论是动画的流畅度、建模的精美程度还是各项参数的设置相较于之前都有了很大的提高和完善。

就游戏的风格来说,自从《纪念碑谷》上架以来,游戏行业掀起了一股低模风的浪潮,相对于之前写实的风格,低模风追求的是“神”的统一而不是单纯的追求“形”的模拟。这种风格的优势在于能够高速渲染,能够很好的满足手机低内存的特点[1]。除了游戏画面风格的变化,随着手机操作系统的多样化,跨平台开发已经是国内外游戏市场的一项十分重要的技术,它的出现有效的节约了开发团队的开发时间和成本[2]。如果游戏中还涉及到角色的自动寻路,目前常用的算法是A*寻路算法,它能够帮助角色自动寻找到目标点的最短路径并避开障碍物。除上述技术外,市面上大多数游戏还涉及以下几种关键技术:碰撞检测、触发器、动态显示技术等,而且开始有越来越多的游戏公司开始引入时下流行的新技术来丰富他们的游戏,比如:AR、VR等,希望能够给用户带来更好的游戏体验。

本文主要内容

本文主要研究如何用Unity3d开发一款益智解谜游戏,包括如何实现潘洛斯三角形的视错觉效果、如何驱动人物在指定路径上行走以及该解谜游戏的各种机关、触发器的实现方式。以下为各个章节的主要内容:

第一章主要介绍游戏发展背景以及国内外的研究,将一些优秀经典的解谜游戏进行对比,对其功能和技术进行学习。

第二章主要介绍该游戏的总体设计,包括游戏的功能模块、潘洛斯三角的视错觉的设计以及机关的设计等。

第三章为该游戏系统的实现。包括如何进行游戏场景的三维建模,旋转、滑块、浮动等机关的实现方式并且着重介绍了潘洛斯三角形实现的原理及实现方式,除此之外,还将场景加载的两种方式:同步加载和异步加载做了一个简单的对比和介绍。

第四章是对该游戏各项机关能否正常使用、游戏能否正常运行,系统是否完整的测试。

解谜游戏系统总体设计

开发平台和建模平台的选择

开发平台的选择

拥有一个高效的开发工具对于游戏开发者来说是必不可少的,目前游戏市场流行的制作工具有如下几种:

Marmalade:其被称为制作c 跨平台游戏的最佳平台,对应的代表作品是《植物大战僵尸》等。

Unity3D:这款引擎的优势在于为开发者提供了集成的开发环境,方便开发者在目前主流的移动平台上发布游戏,同时,Unity3D的一直秉承“所见即所得”的宗旨,这一宗旨为开发团队节约了很多时间和成本。其代表作品有:《纪念碑谷》、《神庙逃亡2》、《The room》等。

虚幻引擎4:相对来说,这款游戏开发工具专业性更强,并且为开发团队提供了大量的技术支持。其代表作品包括《绝地求生》、《堡垒之夜》等。

除上述的三个制作工具外,还有很多其他优秀的游戏制作工具,在将流行的制作工具进行比对后,我最终选择了Unity3d来开发游戏。下面我将介绍一下该游戏开发平台:

在Unity3d中,脚本的生命周期是时十分完善的,而且任何脚本都必须遵守该生命周期,其中有几个比较重要的系统自调用方法,下图对常用的几种重要的自调方法进行了介绍,包括自调用方法的启用时机、通常的用途、执行的次数和时间等。

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