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构建一个能让你置身于3d空间的演示程序
本章包括：
了解3d空间坐标
放置一个玩家到场景中
编写一个移动物体的脚本
实现第一人称射击控制
第一章中，我们以传统的“Hello World”程序，结束了对一个新编程工具的介绍。现在是时候介绍一个非传统的Unity项目了，一个有交互和图形的项目。你将把一些物体放入场景中，同时编写代码，使玩家能够在场景中走动。基本上，这将是一个没有怪物的《Doom（毁灭战士）》（有点像图2.1描述的那样）。Unity的可视化编辑器使得新用户能够立即开始构建3D原型，而不需要事先写大量的模板代码（如初始化3D视图、建立渲染循环）。
在Unity中立刻开始构建场景是有趣的，尤其是如此简单（概念上）的一个项目。但是，三思而后行才是一个好点子，这对于初学者来说尤为重要。
2.1 开始前hellip;
虽然Unity让初学者能够很轻松地入门，但是在你开始构建一个完整场景前，让我们重温一下知识点。即使是使用像Unity这样灵活的工具工作，你也必须在脑中构思好你想实现的场景。你也需要对3D坐标操作进行理解，否则，你在场景中定位一个物体时会迷失方向。
2.1.1 计划项目
在开始编程前，你时常停下来问自己：“我在这里构建什么？”游戏设计是一个很宽泛的话题，有很多著作研究如何编写游戏。幸运的是，对于我们自己来说，想要开发一款基础学习项目，你只需对这个小示例项目有一个简单的印象。这些初始项目不会设计得非常复杂，这样你就不会从学习编程中分心；你可以，也应该，在掌握了这些基础开发后，考虑这些高级设计问题。
你将在你的首个项目中构建一个基础的第一人称射击场景。有一个能自由探索的房间，玩家们能够从他们的角色的视角中看到游戏世界，也能通过键鼠控制角色。完整游戏中有趣而复杂的内容我们不妨忽略，这样我们就能集中在更核心的机制中——在3D空间中移动。图2.2描述了项目的路线图，这基本上是作者脑中构建的一个思维列表。
构建房间：创造地板，外围墙，内围墙。
放置灯光和摄像机。
创建玩家物体（包括一个附加到头上的摄像机）。
编写移动脚本：使用鼠标旋转，键盘移动。
别被路线图里的东西吓到了！尽管听上去这一章包含了很多内容，但是Unity会让它变得简单。接下来，关于移动脚本的部分将会很长，这只是因为我们想详解代码中的每一行、理解所有概念中的细节。为了把美术需求降到最低，这个样例将会是第一人称的；因为你看不到你自己，所以把“你”设置成一个头顶带摄像机的圆柱体也没问题！现在你只需要理解3D坐标是怎么工作的，就能轻松地在可视化编辑器中放置任何物体。
2.1.2 理解3D坐标空间
思考一下我们正在实现的简单项目，它包含三个方面：一个房间，一个视角，和控制机制。这些方面全都依赖你对“3D计算机仿真如何表达位置和移动”的理解。如果你初次接触3D图形，你可能还不了解这些内容。
这些问题可以都归结于：使用数字来表示空间中的点，这些数字通过坐标轴关联空间。回忆一下数学课，你可能会想到，用X和Y轴指定平面上点的坐标，即笛卡尔坐标系。
两条轴给出了2D坐标，和在同一个平面的所有点。三条轴用于定义3D空间。X轴沿着纸面的水平方向、Y轴沿着纸面的竖直方向，我们想象第三条轴，这条轴从纸面穿过，同时和X轴、Y轴垂直。图2.4描绘了3D坐标空间的XYZ轴。在这个场景中，所有存在于具体位置的物体都有XYZ坐标：玩家的位置、墙的位置等。
在Unity的Scene视图中，这三个轴都显示出来了，同时，在Inspector中，你能输入这三个数字来定位一个物体。你不仅能在代码中使用这个三维坐标定位物体，也能用它定义沿着某个轴移动的距离。
左手和右手坐标
每个轴的正方向和负方向是任取的，不管轴的方向指向哪里，坐标都可以正常工作，你只需和给定的3D图形工具（动画工具、游戏开发工具等）保持一致即可。
但是在大多数情况下，X指向右，Y指向上；不同工具之间的区别在于Z是指向平面内还是平面外。这两种方向分别被称为“左手坐标”和“右手坐标”；如图所示，如果你用你的拇指指向X轴，食指指向Y轴，那么中指指向的就是Z轴。
Unity和很多3D美术程序一样使用左手系。很多其他的工具使用右手系（OpenGL等），所以你看见不同的坐标系时不要迷惑。
现在你对这个项目已经有了一个计划，你也知道了如何使用坐标在3D空间中定位物体，是时候开始构建场景。
2.2 开始项目：在场景中放置物体
好了，让我们在场景中创建、放置物体吧。首先设置所有静态的风景——地板和墙。然后你沿着场景放置光线、定位摄像机。最后创建表示玩家的物体，这个物体将被附加上脚本以便在场景中移动。图2.5展示出一切就绪后的编辑器的样子。
第一章讲解了如何在Unity中创建一个新场景，现在你就可以动手了。记住：选择Filegt;New Project，然后在弹出的窗口中为你的新项目命名。创建新项目后，立即保存当前的默认空场景，因为目前这个项目里面还没有任何场景文件。场景开始的时候是空的，下面首先创建最普通的物体。
2.2.1 舞台布景：地板、外墙和内墙
选择屏幕上方的GameObject菜单，然后将鼠标悬停到3D Object选项，就可以看到下拉菜单了。选择Cube选项，在场景中创建一个新的立方体物体（后面我们会使用到其他的形状，例如说球体和胶囊体）。调整这个物体的位置、缩放和名字来制作地板。图2.6显示了Inspector面板中，地板的数值应该如何设定（在你拉伸之前，它初始状态是一个立方体）。
注意：位置的数字可以使用任何单位，只要你保证整个场景中是一致的。通常选择的单位是米，这也是我一般选择的单位，但是我有时候也使用英尺；我甚至见过有人使用英寸！
重复刚才的步骤，给房间创建其他的墙壁。你可以每次都创建新的立方体，也可以使用标准快捷键来复制粘贴现存的物体。移动、旋转和缩放墙壁来组成地板的边界，如图2.5所示。尝试使用不同的数字组合（例如，用1，4，50缩放），也可以使用1.2.2中介绍的transform工具（请记住：在3D空间中的移动、旋转的数学术语是“transform”）。
提示：回忆一下导航控件，你便能从不同的角度或缩放比例来观察场景，就像你是一只小鸟一样。如果你在场景中迷路了，按下F键就能重置视野到目前选择的物体上。
最终墙壁的具体transform值，一方面取决于，为了使这些立方体和地面相适应，你做了哪些旋转和缩放；另一方面将取决于，这些物体在Hierarchy视图中的连接关系。例如，图2.7中所有的墙壁都是一个空的根物体的子物体。因此，Hierarchy·列表看上去井井有条。如果你想从例子中复制值来使用，请下载样例程序，参考那里的墙壁。
提示：在Hierarchy视图中拖动物体到另一个物体上可以建立连接关系。被其他物体附着的物体被称为parent；附着在其他物体上的物体被称为children。当对父物体移动（或者旋转、缩放）时，它的子物体也会随之变化。
提示：用这种方式，空物体可以被用来组织场景中的物体。通过连接一个可见物体到一个空物体上，他们的Hierarchy列表能够折叠。注意：将任何子物体连接到它上面之前，请你把空的根物体放到（0，0，0）位置，以避免以后坐标错误的问题。
什么是GameObject？
所有的场景物体都是GameObject类的实例，相类似的，所有的脚本组件都继承于Monobehavior类。空物体实际上也命名为GameObject，尽管同时它也可以有别名，例如Floor、Camera或Player。
GameObject实际上是一些组件的容器。由于GameObject主要的用途是作为容器，因此可以把拥有一些功能的MonoBehavior组件附加到它上面。GameObject在场景中具体是什么取决于它上面附加了什么组件。例如：Cube物体有一个立方体组件，Sphere物体有一个球体组件。
一旦放置好外墙，便可以开始创建内墙了。你可以按照你自己的意愿放置内墙；创造一些走廊和障碍物是一个好主意，这样你便可以通过移动代码在它们中穿梭。
现在，场景中有一个房间了，但由于缺乏光线，玩家不能看到任何东西，我们接下来处理这个问题。
2.2.2 灯光和摄像机
通常3D场景中，我们使用一个定向光和一组点光源照亮整个场景，首先从定向光开始讲解。场景中可能已经有一个默认方向的光线，假如没有，则可以通过选择GameObjectgt;Light，找到Directional Light来创建它。
光的类型
你能创建多种不同的光源，这些光源的区别是它们从哪个地方、用哪种方式来投射光线。三种最主要的光是点光、聚光和定向光。
点光是一种从一个点向点外四面八方投射光线的光源，就像现实世界的灯泡。越靠近光源越亮，这是因为靠近光源的地方，光线比较集中。
聚光是一种从一点向一个有限的锥形范围发射光线的光源。聚光常用于关卡的高亮部分，但是本项目不会使用聚光。
定向光是一种所有光线都平行且均匀的光源，场景中的所有物体都会被相同的方式照射，就像现实世界的太阳。
定向光的位置不会影响它发射的光线，只有光源指向的方向才会影响。所以从技术上说，你可以把灯光放在场景中的任何位置。我建议你把它放置到房间上方，这样看上去像阳光一样，而且不会在你摆弄场景中的其他物体时阻碍到你。旋转光线然后观察它对房间的影响。我推荐你轻旋转X和Y轴来获得一个较好的效果。你也可以从Inspector面板中找到Intensity选项（见图2.8），顾名思义，这个设置控制光线的亮度。如果这是场景中唯一的光，它需要更亮一点。但是如果你会不上一组其他的点光，这个定向光也可以设置得暗一点，例如把Intensity调成0.6。
至于说点光，使用相同的菜单也可以创建。请在房间的暗处放置点光，确保每堵墙都被照亮了。不需要增加太多的光线（当游戏中光线过多时，游戏性能将会降低）。每个墙角放一个光源是比较合适的（我建议把它们放到墙的顶部），另外，放置一个在场景的上方（例如Y设置成18），让房间的灯光有一些变化。注意，点光源的Inspector面板中有对Range（范围）的设置（见图2.9），它控制光线能照射多远。定向光能穿过整个场景，但是物体离点光越近，点光越亮。地板下面的点光应该有一个18左右的范围，但是为了保证照亮整个场景，高处的点光应该有一个40左右的范围。
让玩家看到场景的另一种必要物体是摄像机，但是“空场景”中已经有一个主摄像机了，你可以直接使用它。如果你需要创建一个新摄像机（像多人游戏中的分屏视图），请在GameObject菜单中选择Camera，就像Cube和Lights一样。摄像机将被定位在玩家的头上，让玩家看到的画面接近从玩家眼睛看到的视野。
2.2.3 玩家的碰撞器和视角
对于这个项目，玩家用一个简单几何体表示。在GameObject菜单（鼠标移动到3D Object来展开改菜单）单击Capsule。Unity创建一个胶囊体代表玩家。设定这个物体的Y轴为1.1（物体高度的一半，增加一点高度避免和地板重叠）。你能在X轴和Z轴随意移动该物体，只要它在房间内并且不触碰任何墙壁。现在将这个物体命名为Player。
在Inspector面板中你会注意到这个物体附加了一个胶囊碰撞体在上面。这是胶囊体的逻辑默认设置，就像一个立方体物体默认拥有一个立方体的碰撞体一样。由于这个特殊物体代表玩家，所以比其他组件需要更多的组件。通过点击组件右上方的齿轮图标移除胶囊碰撞体，如图2-11所示；这件显示一个包含“Remove Component”选项的菜单。碰撞体是一个包围物体的绿色网格，删除胶囊碰撞体时将看到绿色网格消失。
接下来，我们赋予这个物体一个角色控制器，来替代胶囊碰撞体。在Inspector底部有一个Add Component按钮，点击此按钮，打开一个添加组件菜单，这个菜单里面列出了你能添加的组件。在菜单的Physics条目中你可以找到character controller（角色控制器），请选择这个选项。顾名思义，这个组件将使物体表现得像个角色。
你需要完成设置玩家物体的最后一步：附加camera。前面关于地面和墙壁的部分中，我们已经提到了，物品可以通过在Hierarchy面板中拖动来附加到其他物体上。现在请把camera物体拖动到player上，使得camera附加到player上。随后移动摄像机直到它看上去像玩家的眼睛（建议位置是0，0.5，0）。必要情况下，重置摄像机的旋转为0，0，0（如果你旋转过这个胶囊体，摄像机的旋转值将不会是0，0，0）。
你已经创建了这个场景中所有必须的物体，剩下的任务就是编写代码来移动玩家物体。
2.3 让物体动起来：一个应用移动的脚本
为了让玩家在场景中移动，你必须写一段移动脚本，附加到玩家上。记住：组件是你附加在物体上的一系列模块化的功能，脚本也是一种组件。最终，这些脚本将响应你的键鼠输入，但首先，请先让玩家在场景中转向。开始我们将教会你如何在代码中应用变换。记住，这三种变换是Translate、Rotate和Scale；旋转一个物体意味着改变它的rotation。但关于这个人物还有一些内容需要了解，仅仅知道“这个能导致旋转”是不够的。
2.3.1 图示说明如何编程实现运动
动画化一个物体（例如说旋转它）的原理是，每一帧让它运动一点，然后让每一帧不
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