虚拟现实游戏开发

虚拟现实游戏开发 教材名称: 虚拟现实游戏开发
ISBN号: 978-7-89436-826-3 作者: 李婷婷
字数: 325千字 规格: 16开
印制时间: 2021-02-01 出版日期: 2021-02-01
定价: 68 元 样章下载: 虚拟现实游戏开发—样章.pdf
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一、教材的基本信息
《虚拟现实游戏开发》旨在培养学生虚拟现实游戏设计与开发相关的理论知识和专业技能。本教程将理论与实践相结合,教材内容配有案例及项目,充分体现“做中学”的思想。通过学习,学生能够熟练应用Unity3D游戏引擎,并根据实际需要进行3D游戏开发。本教材改变传统以讲解软件为中心,而是采用项目导向教学方法,将知识内容以项目形式呈现在广大学生面前。教学过程中带领学生进行项目构思、项目设计、项目实施、项目运行,使学生掌握整个项目开发的全过程。
本教材的作者都是具有多年教学经验的教师,在教学过程中不断地总结经验与创新教改,结合大连东软信息学院TOPCARES理念编写而成,教材共分七章,每个章节都是独立的项目案例。此教材使用起来实用性强、能够使学生在实践学习过程中深入理解项目制作的具体流程,最终达到能够独立完成项目设计与制作的教学目的。
本教材由李婷婷主编,余庆军、付力娅、刘石、梁天慧、邹兰任副主编。在本教材编写过程中,学校给予了大力的支持,学生陈宝生、许鸣辉、冷芳煜等人做了大量工作,大连东软电子出版社为本系列教材的出版做出了巨大的贡献,在此表示感谢。
二、教材的基本结构与内容组织
本教材共分七章。第1章是虚拟现实游戏开发概述,详细介绍了虚拟现实技术相关概念、Unity3D集成开发环境、Unity3D界面及Unity3D脚本编写方法,利用项目体验的方式讲解Unity自带游戏《Angry Boots》,带领大家进入Unity3D游戏世界。第2章至第6章分别为游戏界面、游戏地形、物理引擎、游戏动画、粒子特效设计与制作,由若干个实践案例及实践项目构成,希望读者能基于项目制作流程独立完成项目构思、设计、实施、运行的全过程。第7章为保岛时代游戏开发,是一个三级项目,也称之为本教材的终结项目,在完成若干个实践案例及实践项目之后,将所有游戏元素结合起来完成游戏开发,达到理论与实践相结合的教学目的。本教材内容组织为:由实践项目打基础、综合项目奠定基石、最终为三级项目服务,这样一个循序渐进的学习过程,各个项目及知识点关系如图1所示。
图1各个项目及知识点关系图
第1章虚拟现实游戏开发概述1
1.1虚拟现实技术概述1
1.1.1虚拟现实概念1
1.1.2虚拟现实系统的基本特征1
1.1.3虚拟现实系统的分类2
1.2虚拟现实开发平台3
1.2.1Virtools3
1.2.2Quest3D3
1.2.3VRPlatform4
1.2.4Unity3D5
1.2.5Unreal Engine45
1.3虚拟现实开发设备6
1.3.1Oculus Rift6
1.3.2Microsoft HoloLens8
1.3.3Gear VR9
1.3.4HTC Vive9
1.4Unity3D游戏开发11
1.4.1Unity简介11
1.4.2Unity特点11
1.4.3Unity发展12
1.5Unity下载与安装14
1.5.1下载Unity3D14
1.5.2安装Unity3D16
1.5.3登录Unity3D23
1.6Unity界面25
1.6.1Unity界面布局25
1.6.2Project项目视图26
1.6.3Hierarchy层次视图27
1.6.4常用的工具组27
1.6.5Game视图28
1.6.6Scene视图28
1.6.7Inspector属性编辑器29
1.6.8快捷键29
1.6.9菜单栏简介30
1.7Unity脚本入门32
1.7.1变量32
1.7.2表达式和运算符35
1.7.3语句35
1.7.4函数38
1.8Unity3D脚本编写38
1.8.1创建脚本38
1.8.2链接脚本40
1.8.3运行测试40
1.8.4C#脚本编写注意事项40
1.9实践案例:脚本环境测试41
1.10项目体验:Angry Bots44
【本章小结】48
【课后作业】48
第2章游戏界面设计与实现49
2.1游戏界面GUI49
2.1.1GUI概述49
2.1.2GUI发展49
2.2UGUI50
2.2.1Canvas组件50
2.2.2Panel面板50
2.2.3Text控件51
2.2.4Image控件51
2.2.5Button控件51
2.2.6Toggle控件52
2.2.7Slider控件52
2.3实践项目一:UGUI界面53
2.4UI音效57
2.4.1导入音效58
2.4.2播放音效58
2.5实践项目二:UI背景音乐60
【本章小结】63
【课后作业】63
第3章三维漫游地形系统64
3.1地形概述64
3.2创建场景地形65
3.2.1使用高度图创建地形65
3.2.2使用笔刷绘制地形68
3.3环境特效73
3.3.1水特效74
3.3.2雾特效74
3.3.3天空盒75
3.4添加角色控制76
3.4.1第一人称角色76
3.4.2第三人称角色77
3.5实践项目:三维漫游地形系统79
【本章小结】95
【课后作业】95
第4章游戏中加入物理引擎97
4.1物理引擎概述97
4.2刚体98
4.3力106
4.4物理材质107
4.5物理管理器109
4.6碰撞器109
4.7实践项目:迷宫夺宝110
【本章小结】115
【课后作业】115
第5章模型与动画116
5.1游戏动画概述116
5.1.1游戏动画分类116
5.1.2游戏动画应用117
5.23D模型背景知识117
5.2.1主流3D建模软件介绍117
5.2.23D模型导入Unity118
5.3Mecanim动画系统120
5.4人形角色动画121
5.4.1创建Avatar121
5.4.2配置Avatar122
5.4.3骨骼重定向122
 
5.5游戏中使用角色动画123
5.5.1Animator组件123
5.5.2Animator Controller123
5.5.3Animator动画状态机124
5.6实践项目一:片头动画125
5.7实践项目二:角色动画127
【本章小结】130
【课后作业】130
第6章游戏中加入特效131
6.1粒子系统概述131
6.1.1粒子系统定义131
6.1.2粒子系统发展131
6.1.3粒子系统应用132
6.2粒子系统属性132
6.2.1通用属性132
6.2.2其他属性134
6.3实践项目一:喷泉模拟146
6.4实践项目二:尾焰模拟151
6.5实践项目三:烟花模拟153
6.6实践项目四:火炬模拟154
6.7实践项目五:万圣节的尖叫157
【本章小结】161
【课后作业】162
第7章综合实践163
7.1项目构思163
7.1.1项目背景163
7.1.2项目准备163
7.2项目设计164
7.2.1项目流程设计164
7.2.2项目界面设计164
7.2.3项目交互设计167
7.2.4人物角色设计167
7.3项目实施168
7.3.1界面制作168
7.3.2关卡制作171
7.3.3游戏场景制作173
7.3.4主要功能实现178
7.3.5结束界面187
7.4项目运行187
7.4.1开始界面187
7.4.2游戏界面189
7.4.3结束界面190
7.5项目发布191
7.5.1Java的安装191
7.5.2Android模拟器(SDK)的安装191
7.5.3发布设置192
7.5.4游戏测试194
【本章小结】195
【课后作业】195
附录:学习知识要点及能力要点196
参考文献202
 
2016年6月,中国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员,这是中国工程教育国际化进程的重要里程碑。“回归工程”、培养学生的“大工程观”是当今国际工程教育的主流理念。《华盛顿协议》对毕业生提出的12条素质要求中,不仅要求工程知识、工程能力,还强调通用能力和品德伦理;在实践上,以学生为中心,以产出为导向,注重对目标达成的支撑及持续改进,与CDIO工程教育实质等效。
CDIO工程教育是近年来国际工程教育改革的最新成果,以“预期学习结果”集合来驱动课程内容、教学方法、教育文化的设计,重视营造工程教育文化,其注重工程能力培养和基于工程项目全生命周期的一体化设计思想,对于国内工程类和相关专业的建设具有重要的实施价值。
作为承载了教学改革思想的载体,融入CDIO工程教育理念的高品质教材,东软CDIO工程教育教材在注重理实结合的同时,也注重对学生八大能力的培养,即:技术知识与推理能力,开放式思维与创新,个人职业能力,沟通表达与团队合作,态度与习惯,责任,价值观,实践构思、设计、实现和运行对社会的贡献。
CDIO工程教育教材是 CDIO教育教学改革在教学实施过程中的集中体现,它不仅承载着课程和项目的教学内容,而且贯穿和体现了CDIO工程教育的理念、思想与方法,是在系统化理论的指导下,将知识、能力、素质培养进行一体化设计,有机融合在教材体系中。教材的编写以能力培养为主线,以案例教学为引导,以项目为载体,充分体现“做中学”和“学中做”的思想,具有以下优势:
(1)以能力培养为主线,培养学生专业知识学习能力和工程实践能力。
(2)以案例为驱动,在做案例的过程中学习新知识,充分体现了“做中学”。
(3)以项目为载体,基于工程化教育方法,按照分析、设计、实施、运行展开项目及知识点的讲解。
(4)围绕专业知识结构和能力体系设计教材,实现同一专业下不同教材紧密的关联性。
(5)内容编排循序渐进,符合人的认知规律。
(6)适应柔性化教学变革,构建一体化、立体化教学资源。
CDIO工程教育教材可供以应用型人才为培养目标的高等院校以及职业培训机构作为教材使用。
目前,CDIO工程教育教材的建设还处于探索阶段,是一项创造性的工作,尚需要通过改革的实践不断加以深化和持续改进,任重而道远。