基Unity3D仿真火灾事预防处理设计实现
Research and implementation of the system of prevention and treatment of fire
容摘
科技日新月异计算机成类生活中缺部分说计算机游戏说中联想词游戏身拥趣味性娱乐性激发类兴趣常说兴趣学老师游戏否学结合起呢？毋庸置疑答案肯定教育类游戏早已掀起股热潮游戏中学趣味中学够学者沉浸知识海洋中更提高学效率深刻学容加深印象教育类游戏社会拥法估量应价值
课题游戏设计基Unity3D游戏引擎火灾逃生生活实际问题联系开发逃生知识类游戏火灾令恐惧火灾救援意识方法较匮乏年量火灾发生时没效逃生方法永远失宝贵生命课题中虚拟仿真真实火灾情况该做佳救时间效安全方法逃离火灾现场实现救课题目
游戏生活学三者结合前景已片仿真类游戏源生活益生活种新颖趣学方式容易接受游戏中身境学火灾知识安全风险学真正火灾救援知识课题会介绍设计游戏开发引擎物建模场景设计物动作游戏玩法游戏逻辑等等技术进行系列详细分析
关键词：Unity3D 学 虚拟仿真 火灾 游戏
Abstract
With the rapid development of science and technology the computer has become an indispensable part of human life Speaking of the computer the game is one of the associative words The fun and entertainment of the game itself can greatly stimulate human interest We often say that interest is the best teacher for learning Can games be combined with learning The answer of course is yes Educational games have long been a hot trend Learning in games learning in fun can immerse learners in the ocean of knowledge More can improve the efficiency of learning and deep learning content deepen the impression Therefore educational games have inestimable application value in today＇s society
The game design of this topic is based on the Unity3D game engine and the fire escape a practical problem of life and the development of escape knowledge small game Fire is frightening because of the lack of awareness and methods of selfrescue Every year a large number of people lose their precious lives forever because there is no effective way to escape when the fire breaks out In this topic how should we do in the case of virtual simulation of real fire The purpose of this topic is to escape from the fire scene in an effective and safe way within the best time for selfrescue so as to achieve selfrescue
Game life learning the prospects of the combination of the three has been a good simulation games from life and good for life a new and interesting way of learning is easy to be accepted In the game immersive to learn fire knowledge safety without risk but can learn really useful fire rescue knowledge This topic will introduce the development engine character modeling scene design and the techniques used in character action gameplay game logic etc and make a series of detailed analysis
Key words Unity3D learning virtual simulation fire game
目 录
第章 绪 1
11 选题目意义 1
12 研究背景 1
13 研究实现容 2
第二章 Unity游戏引擎开发工具介绍 4
21 Unity3D游戏引擎 4
211 软件介绍 4
212 生命周期函数 4
213 GUI 6
22 开发工具介绍 6
221 Visual Studio Code 软件 6
222 3ds max 软件 6
223 C#开发语言 7
23 插件介绍 7
231 NGUI 插件 7
第三章 游戏功需求分析结构设计 8
31 游戏体结构方案设计 8
32 游戏总体结构方案设计 8
第四章 游戏详细设计实现 11
41 场景模块 11
411 场景搭建 11
412 摄机 11
413 粒子效果 14
42 交互设计模块 15
421 界面交互 15
422 游戏交互 20
423 碰撞交互 24
第五章 游戏测试 28
51 设备环境 28
52 功测试执行情况 28
53 结 29
第六章 总结展 30
参 考 文 献 32
致谢 33
第章 绪
11 选题目意义
时代进步生活水日渐提高娱乐项目已成生活中必需品作娱乐项目中代表作——电子游戏已发展成颗参天树深受年龄段喜爱追捧1952年电子游戏横空出世世界第款电子游戏剑桥学创作游戏家喻户晓井字棋游戏时款电子游戏真空电脑台运行类电子游戏史次里程碑发展游戏着时间走段段旅行2019年中国游戏市场实际销售收入23302亿元增速87游戏市场成重济体现制作游戏会游戏引擎作游戏引擎翘楚Unity受许许游戏制作者青睐游戏引擎创造什特优秀游戏呢？谈现手游市场火爆款游戏王者荣耀截2019年5月王者荣耀户数达2亿数字足体现游戏热门程度侧面反馈出Unity游戏引擎强电子信息科技时代迎前未景象国家国家说学教育科技第生产力试想游戏学否强强联合呢？答案肯定现已许许知识类游戏已诞生相距十万光年欧里德Euclidea计算城堡类游戏确实学者提供许优势快乐游戏中学知识完全克服传统教学带枯燥味导致学者丧失学兴趣产生厌学恶学消极态度学游戏游戏学方式终会推崇乐学乐教快乐中学
12 研究背景
次课题研究消防知识关火灾逃生游戏国说2019年火灾数高达233万起死亡数1335受伤数837财产损失3512亿元火情容易生命化灰烬火灾年会许许生命消逝数没效时火灾救援意识火吞噬国防火安全普进展相社区会定时组织线防火安全知识数局限指导灭火器实危险高楼层着火火势旦蔓延数没规范逃生知识葬身火海火灾刚起时灭火器效手段火势变灭火器作微微时候效方法第时间逃离现场正确火灾中产生浓烟造成死亡第素许身亡第时间火湮灭烟气熏失意识等死亡高楼层种真实模拟演练需条件非常具备种条件种实战验真少少时候结合现实虚拟游戏起举足轻重作火灾逃生游戏具优势：1高楼层带方便展开实逃生演练时PC轻松演练2实战避免真实火火毕竟具定危险性虚拟游戏里火没危险3游戏趣味性会学消防知识印象更加深刻达事半功倍效果4虚拟游戏操作运现实生活中样行
图11 VR火灾逃生应急演练游戏截图
13 研究实现容
次研究容Unity3D开发引擎插件NGUI设计第称室仿真火灾逃生游戏游戏设计背景火灾发生时根火势情况判断种效手段第时间进行救游戏搭建现代楼层室环境实现关卡室现道具根游戏提示进行效逃生
游戏UI界面物交互Unity中插件NGUI实现游戏视角第称物方面会挂载FPS第称脚控制物移动关卡间场景相定位具体某关卡时会改动实现模块需NGUIButton相联系
回游戏中场景搭建重物体摆放整游戏图布局等然火灾游戏火烟气重环Unity游戏模块中两种物体属粒子系统模块游戏中会种动作该模块会Tween动画具体实现重环然属游戏交互模块具体细分：UI界面交互物交互碰撞交互点击交互交互
游戏开始界面分情况倒计时血条会NUGI实现具体物游戏逻辑量遵循类思考方式进行例错误提示失败条件成功条件会影响玩家游戏体验感火灾逃生类游戏玩家学逃生知识交互逻辑趋简单易操作
第二章 Unity游戏引擎开发工具介绍
21 Unity3D游戏引擎
211 软件介绍
Unity3D作众游戏引擎中翘楚没悠久历史惊艳已Unity开始2004年诞生丹麦阿姆斯特丹时开发该工具前未价值样2005年Unity10诞生
发展Unity3D成全面游戏引擎系统建模光效动画粒子效果碰撞系统视角层级文件理Unity强置外置插件开发者完整游戏强游戏引擎开发出
Unity3D支持台导出涵盖WINDOWSMAC OSXWEB种终端开发者开发游戏兼容PC端移动端Unity3D没完善建模功目前市面流三维建模软件Unity相辅相成3ds MaxBlenderCheetah3D2018年Unity开发三建模插件ProBuilderPolybrushProGrids谓优异Unity引擎锦添花
Unity3D视化编辑界面位初学者说友独特层级面板存放代码物体模型文件夹面板属性查面板游戏场景设置面板游戏预览窗口面板两面板独立分开更改实时开发者开发游戏程中边开发遍查效果提高开发效率
句古话做：众拾柴火焰高力量总限开发程中难免会遇许许问题众分享验解决方法起重作Unity社区热爱Unity开发者聚集疑惑见解想法里进行分享
212 生命周期函数
Unity中生命周期函数游戏完整运行必少环必须继承MonoBehaviour类方正常运行函数Unity系统带定义游戏中包含类函数会动调重点具体某生命周期函数调序游戏项目中Script书写序关
Unity中常生命周期函数：
Reset() 复位事件编辑模式调整周期调次开发者点击Inspector面板Reset钮首次加载该组件时调
Awake()：唤醒事件游戏开始前运行初始化变量游戏状态该函数整周期会执行次运行Start()函数前
OnEnable()：启动事件控制脚象脚启激活禁时执行次协程序法
Start()：开始事件Awake()方法结束时调Awake() 方法样整周期调次脚初始化启动作UI获取Gameobject程序组件
FixedUpdate()：固定帧更新物理引擎密切相关常力运动模块避免物体运动时跳帧Rigibody施加力时游戏物理组件模块更新
Update()：正常帧新更新游戏逻辑帧会调函数系统法响应机器性低时会停止执行俗称卡帧
LateUpdate()：续更新事件Update()执行完成调般处理Camera移动逻辑物动作Update()执行完成会调LateUpdate()摄机
OnGUI()：图形渲染事件GUI关代码需调函数UI面板时显示Button组件Panel组件需调
OnDisable()：禁事件象行代码卸载时调清理代码脚会销毁
OnDestroy()：销毁事件物体动销毁销毁时调函数出现时意味着前生命周期结束
图21 生命周期函数流程图
213 GUI
GUI缩写Graphical User Interface款游戏玩家互动必少Unity3D身拥置外置图形交互系统OnGUINGUIUGUI 等插件工具便做出精美UI面板图形交互界面游戏容游戏中作举足轻重作美化游戏提高户交互性手段
GUI界面予玩家效引导提示提供玩家量信息玩家意识决定游戏概方玩做做什需GUI图形界面引导倒计时意味着告知玩家需注意效时间该做什血条量告知玩家收攻击者错误操作达定次数时游戏会结束更图形界面带视觉击玩游戏流连忘返
作开源NGUIUnity没置图形设计模块前优秀插件谓盛极时NGUI分四部分分UITween交互代码底层支持简单易学特性游戏游戏交互界面设计款优秀插件制作成
22 开发工具介绍
221 Visual Studio Code 软件
作Unity 3D通Visual Studio编写C#脚置 IntelliSense 代码导航开发者编码效率事半功倍智感应系统会错误出现时时指出方便开发者时修改重构脚功全面集成开发环境 IDE适台LinuxWebWindowsAndroidios 云应通Unity创建脚继承MonoBehaviour Visual Studio中 默认实施 MonoBehaviours 快速 MonoBehaviours导快速创建脚 定义环境开发者拥想编码环境模式进行编码
222 3ds max 软件
3D Studio Max做3DMAXAutodesk公司开发PC系统三维动画渲染制作应范围相广制作三维动画广告设计媒体设计游戏设计等强渲染力软件法拟制作物模型世界图Unity3D中制作优良模型需定基础验制作程繁琐耗时等原次游戏开发模型Aesset Store开源网站获
223 C#开发语言
C#作微软NET核心编程语言作新式编程语言已微软老户C# 源 C 语言继承CJava中面象点熟悉CC++Java 程序员掌握起会心应手拥良语法函数库设计开发者写出更然更简洁代码种种趋势少程序员争先恐认识解学真香想说综合语言鼻祖优点C#已越越推崇受编程语言界致认
23 插件介绍
231 NGUI 插件
Unity3D早期开发引擎身置UI工具差法制作出令开发者满意UI界面引擎UI设计工具名NGUI插件现Unity3D推出带UI设计工具UGUINGUIUnityUI设计带影响磨灭知道UGUI开发者NGUI开发者批交互紧密性款游戏UI界面NGUINGUI划分开分四部分分UI交互方面代码UIGridUITavleUITween底层核心代码支持NGUI场景说建立根UIRoot做窗口UIRoot含4象属性缩放规高度手动高度高度UI方面讲NGUI插件提供量组件 UIRect UISpriteUILabelUIAtlas UIFont UILocalize UITextList UITexture图片显示UI界面说 引擎开发中需精灵图作提供者UIAtlas处理图片必少UI界面必然会文字文字显示功组件UILabel涉动画方面谈UITween需浏览量文字时直观显示会增加玩家游戏厌恶感图片较敏感文字确实相反量文字直接显示UI界面中美观时候Slider组件起分隔作Typewriter Effect逐字显示效果提示旁白显示功强NUGI拥许趣组件美观交互性极强UI界面完成
第三章 游戏功需求分析结构设计
31 游戏体结构方案设计
玩家接触款新游戏时陌生奇玩家概玩法游戏正确走该游戏选数游戏体结构进行设计游戏体结构方案详情图 31 示
图31 游戏体结构图
32 游戏总体结构方案设计
结合 Unity3D 游戏开发引擎第三方辅助插件NGUI探讨模块实现方法游戏总体结构方案分析图32示
图32 游戏总体结构图
（1）游戏玩法设计模块：模块阐述游戏具体玩法游戏总分6关卡场景进行玩家需进行操作进行逃生第关简单关卡火灾刚刚发生时楼道房间火势玩家需根逃生指示进行逃生根逃生指示楼梯走通关第二关火灾中会产生量体害毒烟气正确做法房间毛巾水沾湿毛巾捂住嘴鼻防止吸入害气体进行快速逃生第三关火灾发生房间已火湮灭法安全通道逃离时房间含绳索采绳索逃生玩家需房间绳索固定绳索滑逃离房间第四关第三关情况相法安全通道撤离房子道具木板玩家需木板架邻居阳台阳台进行逃生第五关情况房子火势较效工具进行逃生楼层高方采道逃生房子道滑进行逃生第六关情况第五关致果处高楼层时种做法危险时采呼救逃生时已没效方法救需助帮忙时需路注意呼救逃生效手段
（2）游戏场景模块：游戏场景搭建造通开源网站资源Unity官方Aseet Store载游戏场景普通商品房较贴合现代火灾逃生场景玩家操作房间楼道阳台进行作火灾重模块——火火焰粒子效果烟气粒子效果游戏真实性起举足轻重作更加真实火焰烟气效果带视觉击身境感觉
（3）交互设计模块：交互设计模块模块分UI界面交互游戏交互碰撞交互交互四类界面交互包含游戏开始界面选择关卡界面进入游戏血量倒计时等信息提示界面暂停界面成功界面等游戏交互包含物动作选择需做相应操作等碰撞交互包含玩家进行错误操作走火堆血量会减少需点击物体进行系列操作等交互音效视频播放等
第四章 游戏详细设计实现
41 场景模块
411 场景搭建
场景现代化区商品房模型搭建成室逃生系统场景资源开源网站Unity Aseet房间物体摆放遵循家庭中家具等物摆放序真实模拟火灾发生场景
系统6关卡六关卡场景进行场景样物体模型控制关卡间物体样存物体存放单独目录目录状态关闭Setacive(false)玩家选择某关卡时会调Sitch结构里代码某场景里物体变成Setactive(true)样解决场景关卡物体矛盾
图41 关卡物体分类
412 摄机
UnityCamera游戏中相玩家眼睛定义修改摄机视角真正做身境感觉
摄机参数：
图42 摄机属性面板
Clear Flags：清想屏幕部分数元素摄机显示
Skybox：背景天空盒子
Solid Color：背景单颜色
Depth Only：Depth值越摄机渲染画面越方
Don＇t Clear：帧数变化时清帧颜色重影效果
Background：摄影机背景颜色
Culling Mask：通Layer（层）设置屏蔽部分游戏物体摄影机中渲染
Projection：摄影机投影方式
Perspective：透视模块
Orthographic：正交模块
Field of View：透视摄影机视野参数越时透视程度越
Size：正交摄影机尺寸参数越涵盖范围越
Clipping Planes：摄影机远距离
Viewport Rect：摄影机渲染画幅部分
Depth：摄影机深度
Rendering Path：渲染路径
Target Texture：摄影机画面传递
Allow HDR：允许渲染高动态色彩画面
Allow MSAA：抗锯齿
Target Display：目标显示器
游戏视角第称视角摄机挂载物身物脸摄机位置调整物移动进行调整AD键摄机进行视觉调整
void Update () {
if(InputGetKey(KeyCodeA)||InputGetKey(KeyCodeLeftArrow)){
rotate(1)
}
if(InputGetKey(KeyCodeD)||InputGetKey(KeyCodeRightArrow)){
rotate(1)
}
}
void rotate(int i)
{
currentytransformlocalEulerAnglesy
currenty+TimedeltaTime*speed*i
transformlocalEulerAnglesnew Vector3(transformlocalEulerAnglesxcurrenty0)
}
}
图43 摄机视角
413 粒子效果
粒子效果粒子系统(Particle System)制作出真实感游戏图形风火烟云雪流星等常见粒子效果粒子效果呈现实数量庞独立图聚集成图定移动轨迹进行移动会组合成粒子效果图体生命周期利生成——销毁状态加利粒子效果粒子系统(Particle System)制作出具真实感游戏图形风火烟云等系统粒子效果火焰烟气
想清楚解粒子系统必须解具体属性含义根属性调配出真实效果
Duration：粒子发射周期
Looping定周期发射
Prewarm：预热系统
StartDelay：粒子延时发射
StartLifeTime：粒子生命周期时长
StartSpeed：初速度
3DStartSize：某方扩
StartSize开始
3DStartRotation：粒子开始某方旋转
StartRotation：初始化旋转
RandomizeRotation：机旋转
StartColor：粒子初始颜色
GravityModifier：重力修改器
SimulationSpeed：模拟速度
DeltaTime：增量时间
ScalingMode：粒子缩放
EmitterVelocity：发射器粒子速度
MaxParticles：存粒子数量
图44火焰粒子效果
42 交互设计模块
421 界面交互
游戏开始界面非常重开始界面引起玩家兴趣开始界面包含两界面首先开始游戏界面点击开始游戏钮跳转关卡选择界面接会跳转关卡选择界面直接选择某固定关卡第关开始逐关跳转退出钮界面NGUI制作开始游戏面板关卡选择两面板需建立两UIPanel两面板时存逻辑思维开始游戏面板需第层点击跳转关卡选择面板两面板Scene里代码实现面板间切换代码：
void Awake()
{
if(flag0){
animSetActive(true)
containerSetActive(false)
}
}
public void next()
{
animSetActive(false)
containerSetActive(true)
flag1
}
里默认定义flag值0anim第界面container第二界面始终第界面显示状态第第二界面关闭状态第二段代码挂载第界面开始钮点击钮时会触发第二段代码第界面变关闭状态第二界面状态变开启
接选择应场景钮右边会相应关卡介绍委托事件鼠标点击具体场景钮右边会显示应简信息代码示：
class button
{
public button(UIButton bint i)
{
EventDelegateAdd(bonClickdelegate() {
GlobalControlleveli
cs[i]
})
}
}
选择关卡点击开始游戏会跳转第二Scene跳转代码：
public void go()
{
ApplicationLoadLevel(start)
}
退出系统钮挂载代码：
public void quit()
{
ApplicationQuit()
}
图45 选择场景界面
点击开始游戏会跳转第二场景第二场景场景游戏中容基场景呈现交互界面划分游戏物血量倒计时分暂停界面物动作选择点前三模块NGUI制作成物血量4格里卡通消防员头做血量次错误操作会减少滴血量血量减少直观卡通消防员头明亮变暗淡格血量实张精灵图具体实现方法Switch选择结构错误数增加时意味着血量会减少张暗淡精灵图换掉鲜艳精灵图做血量减少错误数超4次时游戏跳转结束界面实现代码：
switch(GlobalControlerrorcount){
case 0break
case 1MenuControlinstanceblood1spriteNameyy1break
case 2MenuControlinstanceblood2spriteNameyy1break
case 3MenuControlinstanceblood3spriteNameyy1break
case 4ApplicationLoadLevel(GameOver)GlobalControlover_typecount break
}
倒计时Unity中TimedeltaTime接口倒计时模块NGUI组件定义TVaule作实时时间倒计时减少实现代码：
void Update () {
if(GameStateinstancegamestatestart){
TValueTimedeltaTime
UITimetext剩余时间 +(int)TValue
if(TValue<0){
ApplicationLoadLevel(GameOver)
GlobalControlover_typetime
}
}
进入游戏玩家需选择相应正确动作走跑弯腰跑爬行攀爬挥手六动作场景玩家需选择动作进行游戏六动作实际六Button组件事件委托做出相应动作应钮图片应相应物动作模型动作应Animation关联代码：
void Start () {
EventDelegateAdd(walkonClickdelegate() {
func_walk()
Index0
})
EventDelegateAdd(stooponClickdelegate() {
func_stoop()
Index2
})
EventDelegateAdd(handonClickdelegate() {
func_hand()
Index5
})
EventDelegateAdd(crawlonClickdelegate() {
func_crawl()
Index3
})
EventDelegateAdd(paonClickdelegate() {
func_pa()
Index4
})
EventDelegateAdd(runonClickdelegate() {
func_run()
Index1
})
}
次换取新动作前需销毁动作动作方法里面开头需包含destroy()代码：
void destroy()
{
Destroy(GameObjectFindWithTag(Player))
}
void func_walk(){
destroy()
flag1
Instantiate(PlayerState[0]PlayerPositionpositionQuaternionidentity)
datainstanceTrueAnimfalse
}
玩家操作正确时分会增加分数颜色会变绿色玩家操作错误时分会减少分数颜色会变红色实现代码：
public void reduce(string s){
currscoretexts
currscorecolorColorred
GlobalControlscore[GlobalControllevel]intParse(s)
SetMp3(mp3)
}
public void add(string s){
currscoretexts
currscorecolorColorgreen
GlobalControlscore[GlobalControllevel]+intParse(s)
}
作单机游戏必须功暂停系统设计Pause界面玩家键盘Esc键时暂停游戏需UnityinputGetKeyDown接口实现代码：
if(InputGetKeyDown(KeyCodeEscape))
{
MenuControlinstancepauseSetActive(true)
MenuControlinstancepauseGetComponent()anim()
GameStateinstancegamestatepause
}
Pause界面出现会三选项分继续游戏返回菜单退出系统实现三钮功难实际场景跳转代码：
void buttonEven()
{
EventDelegateAdd(backonClickdelegate() {
gameObjectSetActive(false)
ApplicationLoadLevel(begin)
})
EventDelegateAdd(continonClickdelegate() {
gameObjectSetActive(false)
GameStateinstancegamestatestart
})
EventDelegateAdd(quitonClickdelegate() {
ApplicationQuit()
})
}
422 游戏交互
玩家关需做事情玩家错误操作时血量会减少分数变红玩家正确操作会加分分数变绿色成功完成关操作进入关游戏关卡具体交互容
第关：关操作简单玩家需着安全通道指示撤离楼完成关关三关键物体分两簇火堆着安全通道楼处设处正确方点两死胡设火堆玩家进入死胡碰火焰时血量减少扣分玩家正确方点时加分碰火堆时会弹出错误提示引导玩家正确方走部分代码：
if(l0epactiveSelf)
{
l0epSetActive(true)
GlobalControlerrorcount++
Tween(ts)
MenuControlinstancereduce(4)
}
Ep挂载物体UILael显示错误提示代码解释走错误点时错误提示状态会变成SetActive(true)接着错误次数增加分数变红
第二关：火灾发生时火焰燃烧会产生量毒气体玩家需毛巾沾湿带逃离关关键物体毛巾浴缸里水玩家需点击毛巾点击浴缸里水便算完成接着逃楼算成功果玩家没操作逃离楼时会发出错误提示引导玩家进行正确操作关需鼠标点击事件点击完会销毁物体部分代码：
void OnMouseDown()
{
csgameObjectSetActive(true)
csplay()
if(typetowel)
{
l1isFirsttrue
MenuControlinstanceadd(3)
}
if(l1isSecond){
MenuControlinstanceadd(7)
l1isPooltrue
icfunc_ximaojin()
l1isResulttrue
MenuControlinstancefrpro(请弯腰快速跑出口处)
datainstancetareset(2)
}else{
MenuControlinstancefrpro(请毛巾水沾湿)
}
gameObjectSetActive(false)
Destroy(this)
}
}
第三关：火势变时玩家已法通安全通道撤离房间绳子玩家通绳索逃生法进行逃生玩家需点击游戏中绳子点击绳子点击窗台点击固定绳子道务必流程正常进行事件发生前事件定义布尔值变量控制事件发生绳子固定玩家需做出攀爬动作关
void OnTriggerEnter()
{
l2isEntertrue
if(l2isHot){
if(datainstanceTrueAnim){
MenuControlinstancefrpro(注意：请选择正确姿势)
}
else{
l2vGetComponent
基Unity3D仿真火灾事预防处理设计实现
Research and implementation of the system of prevention and treatment of fire
容摘
科技日新月异计算机成类生活中缺部分说计算机游戏说中联想词游戏身拥趣味性娱乐性激发类兴趣常说兴趣学老师游戏否学结合起呢？毋庸置疑答案肯定教育类游戏早已掀起股热潮游戏中学趣味中学够学者沉浸知识海洋中更提高学效率深刻学容加深印象教育类游戏社会拥法估量应价值
课题游戏设计基Unity3D游戏引擎火灾逃生生活实际问题联系开发逃生知识类游戏火灾令恐惧火灾救援意识方法较匮乏年量火灾发生时没效逃生方法永远失宝贵生命课题中虚拟仿真真实火灾情况该做佳救时间效安全方法逃离火灾现场实现救课题目
游戏生活学三者结合前景已片仿真类游戏源生活益生活种新颖趣学方式容易接受游戏中身境学火灾知识安全风险学真正火灾救援知识课题会介绍设计游戏开发引擎物建模场景设计物动作游戏玩法游戏逻辑等等技术进行系列详细分析
关键词：Unity3D 学 虚拟仿真 火灾 游戏
Abstract
With the rapid development of science and technology the computer has become an indispensable part of human life Speaking of the computer the game is one of the associative words The fun and entertainment of the game itself can greatly stimulate human interest We often say that interest is the best teacher for learning Can games be combined with learning The answer of course is yes Educational games have long been a hot trend Learning in games learning in fun can immerse learners in the ocean of knowledge More can improve the efficiency of learning and deep learning content deepen the impression Therefore educational games have inestimable application value in today＇s society
The game design of this topic is based on the Unity3D game engine and the fire escape a practical problem of life and the development of escape knowledge small game Fire is frightening because of the lack of awareness and methods of selfrescue Every year a large number of people lose their precious lives forever because there is no effective way to escape when the fire breaks out In this topic how should we do in the case of virtual simulation of real fire The purpose of this topic is to escape from the fire scene in an effective and safe way within the best time for selfrescue so as to achieve selfrescue
Game life learning the prospects of the combination of the three has been a good simulation games from life and good for life a new and interesting way of learning is easy to be accepted In the game immersive to learn fire knowledge safety without risk but can learn really useful fire rescue knowledge This topic will introduce the development engine character modeling scene design and the techniques used in character action gameplay game logic etc and make a series of detailed analysis
Key words Unity3D learning virtual simulation fire game
目 录
第章 绪 1
11 选题目意义 1
12 研究背景 1
13 研究实现容 2
第二章 Unity游戏引擎开发工具介绍 4
21 Unity3D游戏引擎 4
211 软件介绍 4
212 生命周期函数 4
213 GUI 6
22 开发工具介绍 6
221 Visual Studio Code 软件 6
222 3ds max 软件 6
223 C#开发语言 7
23 插件介绍 7
231 NGUI 插件 7
第三章 游戏功需求分析结构设计 8
31 游戏体结构方案设计 8
32 游戏总体结构方案设计 8
第四章 游戏详细设计实现 11
41 场景模块 11
411 场景搭建 11
412 摄机 11
413 粒子效果 14
42 交互设计模块 15
421 界面交互 15
422 游戏交互 20
423 碰撞交互 24
第五章 游戏测试 28
51 设备环境 28
52 功测试执行情况 28
53 结 29
第六章 总结展 30
参 考 文 献 32
致谢 33
第章 绪
11 选题目意义
时代进步生活水日渐提高娱乐项目已成生活中必需品作娱乐项目中代表作——电子游戏已发展成颗参天树深受年龄段喜爱追捧1952年电子游戏横空出世世界第款电子游戏剑桥学创作游戏家喻户晓井字棋游戏时款电子游戏真空电脑台运行类电子游戏史次里程碑发展游戏着时间走段段旅行2019年中国游戏市场实际销售收入23302亿元增速87游戏市场成重济体现制作游戏会游戏引擎作游戏引擎翘楚Unity受许许游戏制作者青睐游戏引擎创造什特优秀游戏呢？谈现手游市场火爆款游戏王者荣耀截2019年5月王者荣耀户数达2亿数字足体现游戏热门程度侧面反馈出Unity游戏引擎强电子信息科技时代迎前未景象国家国家说学教育科技第生产力试想游戏学否强强联合呢？答案肯定现已许许知识类游戏已诞生相距十万光年欧里德Euclidea计算城堡类游戏确实学者提供许优势快乐游戏中学知识完全克服传统教学带枯燥味导致学者丧失学兴趣产生厌学恶学消极态度学游戏游戏学方式终会推崇乐学乐教快乐中学
12 研究背景
次课题研究消防知识关火灾逃生游戏国说2019年火灾数高达233万起死亡数1335受伤数837财产损失3512亿元火情容易生命化灰烬火灾年会许许生命消逝数没效时火灾救援意识火吞噬国防火安全普进展相社区会定时组织线防火安全知识数局限指导灭火器实危险高楼层着火火势旦蔓延数没规范逃生知识葬身火海火灾刚起时灭火器效手段火势变灭火器作微微时候效方法第时间逃离现场正确火灾中产生浓烟造成死亡第素许身亡第时间火湮灭烟气熏失意识等死亡高楼层种真实模拟演练需条件非常具备种条件种实战验真少少时候结合现实虚拟游戏起举足轻重作火灾逃生游戏具优势：1高楼层带方便展开实逃生演练时PC轻松演练2实战避免真实火火毕竟具定危险性虚拟游戏里火没危险3游戏趣味性会学消防知识印象更加深刻达事半功倍效果4虚拟游戏操作运现实生活中样行
图11 VR火灾逃生应急演练游戏截图
13 研究实现容
次研究容Unity3D开发引擎插件NGUI设计第称室仿真火灾逃生游戏游戏设计背景火灾发生时根火势情况判断种效手段第时间进行救游戏搭建现代楼层室环境实现关卡室现道具根游戏提示进行效逃生
游戏UI界面物交互Unity中插件NGUI实现游戏视角第称物方面会挂载FPS第称脚控制物移动关卡间场景相定位具体某关卡时会改动实现模块需NGUIButton相联系
回游戏中场景搭建重物体摆放整游戏图布局等然火灾游戏火烟气重环Unity游戏模块中两种物体属粒子系统模块游戏中会种动作该模块会Tween动画具体实现重环然属游戏交互模块具体细分：UI界面交互物交互碰撞交互点击交互交互
游戏开始界面分情况倒计时血条会NUGI实现具体物游戏逻辑量遵循类思考方式进行例错误提示失败条件成功条件会影响玩家游戏体验感火灾逃生类游戏玩家学逃生知识交互逻辑趋简单易操作
第二章 Unity游戏引擎开发工具介绍
21 Unity3D游戏引擎
211 软件介绍
Unity3D作众游戏引擎中翘楚没悠久历史惊艳已Unity开始2004年诞生丹麦阿姆斯特丹时开发该工具前未价值样2005年Unity10诞生
发展Unity3D成全面游戏引擎系统建模光效动画粒子效果碰撞系统视角层级文件理Unity强置外置插件开发者完整游戏强游戏引擎开发出
Unity3D支持台导出涵盖WINDOWSMAC OSXWEB种终端开发者开发游戏兼容PC端移动端Unity3D没完善建模功目前市面流三维建模软件Unity相辅相成3ds MaxBlenderCheetah3D2018年Unity开发三建模插件ProBuilderPolybrushProGrids谓优异Unity引擎锦添花
Unity3D视化编辑界面位初学者说友独特层级面板存放代码物体模型文件夹面板属性查面板游戏场景设置面板游戏预览窗口面板两面板独立分开更改实时开发者开发游戏程中边开发遍查效果提高开发效率
句古话做：众拾柴火焰高力量总限开发程中难免会遇许许问题众分享验解决方法起重作Unity社区热爱Unity开发者聚集疑惑见解想法里进行分享
212 生命周期函数
Unity中生命周期函数游戏完整运行必少环必须继承MonoBehaviour类方正常运行函数Unity系统带定义游戏中包含类函数会动调重点具体某生命周期函数调序游戏项目中Script书写序关
Unity中常生命周期函数：
Reset() 复位事件编辑模式调整周期调次开发者点击Inspector面板Reset钮首次加载该组件时调
Awake()：唤醒事件游戏开始前运行初始化变量游戏状态该函数整周期会执行次运行Start()函数前
OnEnable()：启动事件控制脚象脚启激活禁时执行次协程序法
Start()：开始事件Awake()方法结束时调Awake() 方法样整周期调次脚初始化启动作UI获取Gameobject程序组件
FixedUpdate()：固定帧更新物理引擎密切相关常力运动模块避免物体运动时跳帧Rigibody施加力时游戏物理组件模块更新
Update()：正常帧新更新游戏逻辑帧会调函数系统法响应机器性低时会停止执行俗称卡帧
LateUpdate()：续更新事件Update()执行完成调般处理Camera移动逻辑物动作Update()执行完成会调LateUpdate()摄机
OnGUI()：图形渲染事件GUI关代码需调函数UI面板时显示Button组件Panel组件需调
OnDisable()：禁事件象行代码卸载时调清理代码脚会销毁
OnDestroy()：销毁事件物体动销毁销毁时调函数出现时意味着前生命周期结束
图21 生命周期函数流程图
213 GUI
GUI缩写Graphical User Interface款游戏玩家互动必少Unity3D身拥置外置图形交互系统OnGUINGUIUGUI 等插件工具便做出精美UI面板图形交互界面游戏容游戏中作举足轻重作美化游戏提高户交互性手段
GUI界面予玩家效引导提示提供玩家量信息玩家意识决定游戏概方玩做做什需GUI图形界面引导倒计时意味着告知玩家需注意效时间该做什血条量告知玩家收攻击者错误操作达定次数时游戏会结束更图形界面带视觉击玩游戏流连忘返
作开源NGUIUnity没置图形设计模块前优秀插件谓盛极时NGUI分四部分分UITween交互代码底层支持简单易学特性游戏游戏交互界面设计款优秀插件制作成
22 开发工具介绍
221 Visual Studio Code 软件
作Unity 3D通Visual Studio编写C#脚置 IntelliSense 代码导航开发者编码效率事半功倍智感应系统会错误出现时时指出方便开发者时修改重构脚功全面集成开发环境 IDE适台LinuxWebWindowsAndroidios 云应通Unity创建脚继承MonoBehaviour Visual Studio中 默认实施 MonoBehaviours 快速 MonoBehaviours导快速创建脚 定义环境开发者拥想编码环境模式进行编码
222 3ds max 软件
3D Studio Max做3DMAXAutodesk公司开发PC系统三维动画渲染制作应范围相广制作三维动画广告设计媒体设计游戏设计等强渲染力软件法拟制作物模型世界图Unity3D中制作优良模型需定基础验制作程繁琐耗时等原次游戏开发模型Aesset Store开源网站获
223 C#开发语言
C#作微软NET核心编程语言作新式编程语言已微软老户C# 源 C 语言继承CJava中面象点熟悉CC++Java 程序员掌握起会心应手拥良语法函数库设计开发者写出更然更简洁代码种种趋势少程序员争先恐认识解学真香想说综合语言鼻祖优点C#已越越推崇受编程语言界致认
23 插件介绍
231 NGUI 插件
Unity3D早期开发引擎身置UI工具差法制作出令开发者满意UI界面引擎UI设计工具名NGUI插件现Unity3D推出带UI设计工具UGUINGUIUnityUI设计带影响磨灭知道UGUI开发者NGUI开发者批交互紧密性款游戏UI界面NGUINGUI划分开分四部分分UI交互方面代码UIGridUITavleUITween底层核心代码支持NGUI场景说建立根UIRoot做窗口UIRoot含4象属性缩放规高度手动高度高度UI方面讲NGUI插件提供量组件 UIRect UISpriteUILabelUIAtlas UIFont UILocalize UITextList UITexture图片显示UI界面说 引擎开发中需精灵图作提供者UIAtlas处理图片必少UI界面必然会文字文字显示功组件UILabel涉动画方面谈UITween需浏览量文字时直观显示会增加玩家游戏厌恶感图片较敏感文字确实相反量文字直接显示UI界面中美观时候Slider组件起分隔作Typewriter Effect逐字显示效果提示旁白显示功强NUGI拥许趣组件美观交互性极强UI界面完成
第三章 游戏功需求分析结构设计
31 游戏体结构方案设计
玩家接触款新游戏时陌生奇玩家概玩法游戏正确走该游戏选数游戏体结构进行设计游戏体结构方案详情图 31 示
图31 游戏体结构图
32 游戏总体结构方案设计
结合 Unity3D 游戏开发引擎第三方辅助插件NGUI探讨模块实现方法游戏总体结构方案分析图32示
图32 游戏总体结构图
（1）游戏玩法设计模块：模块阐述游戏具体玩法游戏总分6关卡场景进行玩家需进行操作进行逃生第关简单关卡火灾刚刚发生时楼道房间火势玩家需根逃生指示进行逃生根逃生指示楼梯走通关第二关火灾中会产生量体害毒烟气正确做法房间毛巾水沾湿毛巾捂住嘴鼻防止吸入害气体进行快速逃生第三关火灾发生房间已火湮灭法安全通道逃离时房间含绳索采绳索逃生玩家需房间绳索固定绳索滑逃离房间第四关第三关情况相法安全通道撤离房子道具木板玩家需木板架邻居阳台阳台进行逃生第五关情况房子火势较效工具进行逃生楼层高方采道逃生房子道滑进行逃生第六关情况第五关致果处高楼层时种做法危险时采呼救逃生时已没效方法救需助帮忙时需路注意呼救逃生效手段
（2）游戏场景模块：游戏场景搭建造通开源网站资源Unity官方Aseet Store载游戏场景普通商品房较贴合现代火灾逃生场景玩家操作房间楼道阳台进行作火灾重模块——火火焰粒子效果烟气粒子效果游戏真实性起举足轻重作更加真实火焰烟气效果带视觉击身境感觉
（3）交互设计模块：交互设计模块模块分UI界面交互游戏交互碰撞交互交互四类界面交互包含游戏开始界面选择关卡界面进入游戏血量倒计时等信息提示界面暂停界面成功界面等游戏交互包含物动作选择需做相应操作等碰撞交互包含玩家进行错误操作走火堆血量会减少需点击物体进行系列操作等交互音效视频播放等
第四章 游戏详细设计实现
41 场景模块
411 场景搭建
场景现代化区商品房模型搭建成室逃生系统场景资源开源网站Unity Aseet房间物体摆放遵循家庭中家具等物摆放序真实模拟火灾发生场景
系统6关卡六关卡场景进行场景样物体模型控制关卡间物体样存物体存放单独目录目录状态关闭Setacive(false)玩家选择某关卡时会调Sitch结构里代码某场景里物体变成Setactive(true)样解决场景关卡物体矛盾
图41 关卡物体分类
412 摄机
UnityCamera游戏中相玩家眼睛定义修改摄机视角真正做身境感觉
摄机参数：
图42 摄机属性面板
Clear Flags：清想屏幕部分数元素摄机显示
Skybox：背景天空盒子
Solid Color：背景单颜色
Depth Only：Depth值越摄机渲染画面越方
Don＇t Clear：帧数变化时清帧颜色重影效果
Background：摄影机背景颜色
Culling Mask：通Layer（层）设置屏蔽部分游戏物体摄影机中渲染
Projection：摄影机投影方式
Perspective：透视模块
Orthographic：正交模块
Field of View：透视摄影机视野参数越时透视程度越
Size：正交摄影机尺寸参数越涵盖范围越
Clipping Planes：摄影机远距离
Viewport Rect：摄影机渲染画幅部分
Depth：摄影机深度
Rendering Path：渲染路径
Target Texture：摄影机画面传递
Allow HDR：允许渲染高动态色彩画面
Allow MSAA：抗锯齿
Target Display：目标显示器
游戏视角第称视角摄机挂载物身物脸摄机位置调整物移动进行调整AD键摄机进行视觉调整
void Update () {
if(InputGetKey(KeyCodeA)||InputGetKey(KeyCodeLeftArrow)){
rotate(1)
}
if(InputGetKey(KeyCodeD)||InputGetKey(KeyCodeRightArrow)){
rotate(1)
}
}
void rotate(int i)
{
currentytransformlocalEulerAnglesy
currenty+TimedeltaTime*speed*i
transformlocalEulerAnglesnew Vector3(transformlocalEulerAnglesxcurrenty0)
}
}
图43 摄机视角
413 粒子效果
粒子效果粒子系统(Particle System)制作出真实感游戏图形风火烟云雪流星等常见粒子效果粒子效果呈现实数量庞独立图聚集成图定移动轨迹进行移动会组合成粒子效果图体生命周期利生成——销毁状态加利粒子效果粒子系统(Particle System)制作出具真实感游戏图形风火烟云等系统粒子效果火焰烟气
想清楚解粒子系统必须解具体属性含义根属性调配出真实效果
Duration：粒子发射周期
Looping定周期发射
Prewarm：预热系统
StartDelay：粒子延时发射
StartLifeTime：粒子生命周期时长
StartSpeed：初速度
3DStartSize：某方扩
StartSize开始
3DStartRotation：粒子开始某方旋转
StartRotation：初始化旋转
RandomizeRotation：机旋转
StartColor：粒子初始颜色
GravityModifier：重力修改器
SimulationSpeed：模拟速度
DeltaTime：增量时间
ScalingMode：粒子缩放
EmitterVelocity：发射器粒子速度
MaxParticles：存粒子数量
图44火焰粒子效果
42 交互设计模块
421 界面交互
游戏开始界面非常重开始界面引起玩家兴趣开始界面包含两界面首先开始游戏界面点击开始游戏钮跳转关卡选择界面接会跳转关卡选择界面直接选择某固定关卡第关开始逐关跳转退出钮界面NGUI制作开始游戏面板关卡选择两面板需建立两UIPanel两面板时存逻辑思维开始游戏面板需第层点击跳转关卡选择面板两面板Scene里代码实现面板间切换代码：
void Awake()
{
if(flag0){
animSetActive(true)
containerSetActive(false)
}
}
public void next()
{
animSetActive(false)
containerSetActive(true)
flag1
}
里默认定义flag值0anim第界面container第二界面始终第界面显示状态第第二界面关闭状态第二段代码挂载第界面开始钮点击钮时会触发第二段代码第界面变关闭状态第二界面状态变开启
接选择应场景钮右边会相应关卡介绍委托事件鼠标点击具体场景钮右边会显示应简信息代码示：
class button
{
public button(UIButton bint i)
{
EventDelegateAdd(bonClickdelegate() {
GlobalControlleveli
cs[i]
})
}
}
选择关卡点击开始游戏会跳转第二Scene跳转代码：
public void go()
{
ApplicationLoadLevel(start)
}
退出系统钮挂载代码：
public void quit()
{
ApplicationQuit()
}
图45 选择场景界面
点击开始游戏会跳转第二场景第二场景场景游戏中容基场景呈现交互界面划分游戏物血量倒计时分暂停界面物动作选择点前三模块NGUI制作成物血量4格里卡通消防员头做血量次错误操作会减少滴血量血量减少直观卡通消防员头明亮变暗淡格血量实张精灵图具体实现方法Switch选择结构错误数增加时意味着血量会减少张暗淡精灵图换掉鲜艳精灵图做血量减少错误数超4次时游戏跳转结束界面实现代码：
switch(GlobalControlerrorcount){
case 0break
case 1MenuControlinstanceblood1spriteNameyy1break
case 2MenuControlinstanceblood2spriteNameyy1break
case 3MenuControlinstanceblood3spriteNameyy1break
case 4ApplicationLoadLevel(GameOver)GlobalControlover_typecount break
}
倒计时Unity中TimedeltaTime接口倒计时模块NGUI组件定义TVaule作实时时间倒计时减少实现代码：
void Update () {
if(GameStateinstancegamestatestart){
TValueTimedeltaTime
UITimetext剩余时间 +(int)TValue
if(TValue<0){
ApplicationLoadLevel(GameOver)
GlobalControlover_typetime
}
}
进入游戏玩家需选择相应正确动作走跑弯腰跑爬行攀爬挥手六动作场景玩家需选择动作进行游戏六动作实际六Button组件事件委托做出相应动作应钮图片应相应物动作模型动作应Animation关联代码：
void Start () {
EventDelegateAdd(walkonClickdelegate() {
func_walk()
Index0
})
EventDelegateAdd(stooponClickdelegate() {
func_stoop()
Index2
})
EventDelegateAdd(handonClickdelegate() {
func_hand()
Index5
})
EventDelegateAdd(crawlonClickdelegate() {
func_crawl()
Index3
})
EventDelegateAdd(paonClickdelegate() {
func_pa()
Index4
})
EventDelegateAdd(runonClickdelegate() {
func_run()
Index1
})
}
次换取新动作前需销毁动作动作方法里面开头需包含destroy()代码：
void destroy()
{
Destroy(GameObjectFindWithTag(Player))
}
void func_walk(){
destroy()
flag1
Instantiate(PlayerState[0]PlayerPositionpositionQuaternionidentity)
datainstanceTrueAnimfalse
}
玩家操作正确时分会增加分数颜色会变绿色玩家操作错误时分会减少分数颜色会变红色实现代码：
public void reduce(string s){
currscoretexts
currscorecolorColorred
GlobalControlscore[GlobalControllevel]intParse(s)
SetMp3(mp3)
}
public void add(string s){
currscoretexts
currscorecolorColorgreen
GlobalControlscore[GlobalControllevel]+intParse(s)
}
作单机游戏必须功暂停系统设计Pause界面玩家键盘Esc键时暂停游戏需UnityinputGetKeyDown接口实现代码：
if(InputGetKeyDown(KeyCodeEscape))
{
MenuControlinstancepauseSetActive(true)
MenuControlinstancepauseGetComponent
GameStateinstancegamestatepause
}
Pause界面出现会三选项分继续游戏返回菜单退出系统实现三钮功难实际场景跳转代码：
void buttonEven()
{
EventDelegateAdd(backonClickdelegate() {
gameObjectSetActive(false)
ApplicationLoadLevel(begin)
})
EventDelegateAdd(continonClickdelegate() {
gameObjectSetActive(false)
GameStateinstancegamestatestart
})
EventDelegateAdd(quitonClickdelegate() {
ApplicationQuit()
})
}
422 游戏交互
玩家关需做事情玩家错误操作时血量会减少分数变红玩家正确操作会加分分数变绿色成功完成关操作进入关游戏关卡具体交互容
第关：关操作简单玩家需着安全通道指示撤离楼完成关关三关键物体分两簇火堆着安全通道楼处设处正确方点两死胡设火堆玩家进入死胡碰火焰时血量减少扣分玩家正确方点时加分碰火堆时会弹出错误提示引导玩家正确方走部分代码：
if(l0epactiveSelf)
{
l0epSetActive(true)
GlobalControlerrorcount++
Tween(ts)
MenuControlinstancereduce(4)
}
Ep挂载物体UILael显示错误提示代码解释走错误点时错误提示状态会变成SetActive(true)接着错误次数增加分数变红
第二关：火灾发生时火焰燃烧会产生量毒气体玩家需毛巾沾湿带逃离关关键物体毛巾浴缸里水玩家需点击毛巾点击浴缸里水便算完成接着逃楼算成功果玩家没操作逃离楼时会发出错误提示引导玩家进行正确操作关需鼠标点击事件点击完会销毁物体部分代码：
void OnMouseDown()
{
csgameObjectSetActive(true)
csplay()
if(typetowel)
{
l1isFirsttrue
MenuControlinstanceadd(3)
}
if(l1isSecond){
MenuControlinstanceadd(7)
l1isPooltrue
icfunc_ximaojin()
l1isResulttrue
MenuControlinstancefrpro(请弯腰快速跑出口处)
datainstancetareset(2)
}else{
MenuControlinstancefrpro(请毛巾水沾湿)
}
gameObjectSetActive(false)
Destroy(this)
}
}
第三关：火势变时玩家已法通安全通道撤离房间绳子玩家通绳索逃生法进行逃生玩家需点击游戏中绳子点击绳子点击窗台点击固定绳子道务必流程正常进行事件发生前事件定义布尔值变量控制事件发生绳子固定玩家需做出攀爬动作关
void OnTriggerEnter()
{
l2isEntertrue
if(l2isHot){
if(datainstanceTrueAnim){
MenuControlinstancefrpro(注意：请选择正确姿势)
}
else{
l2vGetComponent
