离散仿真引擎基础

以下是 3D 游戏编程与设计课程中离散仿真引擎基础章节的作业。

简答题

解释游戏对象（GameObjects）和资源（Assets）的区别与联系。
- 两者的区别：
  
  游戏对象是 Unity 中的基本对象，可通过与组件（Component）的结合创建出场景中的角色、道具或风景。一个游戏对象相当于一个容器，可装入多个组件。
  
  资源是在游戏或其他项目中可以使用的素材，包括 3D 模型、声音、字体和图像等可以从外部引入的文件，也包括动画控制器和渲染纹理等可以在 Unity 中创建的素材。
- 两者的联系：
  
  资源可以为游戏对象所用（比如为一个物体添加纹理），游戏对象也可以用于创建资源（通过预制件）。
下载几个游戏案例，分别总结资源、对象组织的结构（指资源的目录组织结构与游戏对象树的层次结构）。

以 Unity 的教学项目「卡丁车」为例：

资源主要是根据类型来组织的，比如脚本文件和场景文件需要分别放置于不同的文件夹中，而存放脚本文件的文件夹又可以进一步细分为系统脚本和 UI 脚本夹等文件夹。

游戏对象的组织具有一定的层次关系，父对象可由子对象组合而成。比如该项目中的卡丁车对象（Kart）由卡丁车车轮（KartWheels）以及其他对象组成。

编写一个代码，使用 debug 语句来验证 MonoBehaviour 基本行为或事件触发的条件。

基本行为包括 Awake() Start() Update() FixedUpdate() LateUpdate()。

常用事件包括 OnGUI() OnDisable() OnEnable()。

创建 TestMonoBehaviour 脚本文件，然后创建一个空的游戏对象并将脚本添加到该游戏对象中。

 // TestMonoBehaviour.cs

 using UnityEngine;

 public class TestMonoBehaviour : MonoBehaviour {
     // This function is always called before any Start functions and also just after a prefab is instantiated.
     void Awake() {
         Debug.Log("Awake");
     }

     // This function is called before the first frame update only if the script instance is enabled.
     void Start() {
         Debug.Log("Start");
     }

     // This function is called once per frame.
     void Update() {
         Debug.Log("Update");
     }

     // This function is often called more frequently than Update.
     void FixedUpdate() {
         Debug.Log("FixedUpdate");
     }

     // This function is called once per frame, after Update has finished.
     void LateUpdate() {
         Debug.Log("LateUpdate");
     }

     // This function is called multiple times per frame in response to GUI events.
     void OnGUI() {
         Debug.Log("OnGUI");
     }

     // This function is called when the behaviour becomes disabled or inactive.
     void OnDisable() {
         Debug.Log("OnDisable");
     }

     // This function is called just after the object is enabled.
     void OnEnable() {
         Debug.Log("OnEnable");
     }
 }

控制台中出现相应的输出：

在 Inspector 面板中取消勾选该对象，控制台中会出现 OnDisable 的消息：

查找脚本手册，了解 GameObject，Transform，Component 对象。

分别翻译官方对三个对象的描述（Description）
- GameObject：
  
  官方解释：The fundamental object in Unity scenes, which can represent characters, props, scenery, cameras, waypoints, and more. A GameObject’s functionality is defined by the Components attached to it
  
  翻译：游戏对象是 Unity 场景中的基本对象，它能代表角色、道具、风景、摄像头和航点等元素。一个游戏对象的功能由附着在其上的组件决定。
- Transform：
  
  官方解释：The Transform is used to store a GameObject’s position, rotation, scale and parenting state.
  
  翻译：Transform 用于存储游戏对象的位置、旋转和伸缩的程度，以及（对象树中的）父子关系。
- Component：
  
  官方解释：Base class for everything attached to GameObjects.
  
  翻译：Component 是所有附着于游戏对象的元素的基类。
描述下图中 table 对象（实体）的属性、table 的 Transform 的属性、table 的部件。本题目要求是把可视化图形编程界面与 Unity API 对应起来，当你在查看 Inspector 面板上每一个内容，应该知道其对应的 API。例如：table 的对象是 GameObject，第一个选择框是 activeSelf 属性。

table 的对象是 GameObject，第一个选择框是 activeSelf，用于控制该游戏对象的活动状态。第二个选择框是 static 属性，用于决定游戏对象是否是静态的，同时也可以选择游戏对象在哪一个方面静态。第三个选择框是 Tag，用于选择游戏对象的标签。第四个选择框是 Layer，用于选择对象所在的层。

table 的 Transform 的属性有三个：Position、Rotation 和 Scale，分别用于设置游戏对象的位置、旋转角度和伸缩程度。

table 的部件有：Transform、Cube(Mesh Filter)、Mesh Renderer、Box Collider，以及 Default-Material。

用 UML 图描述三者的关系。
资源预设（Prefabs）与对象克隆 (clone)

预设（Prefabs）有什么好处？

预设可以作为模版，生成多个相同的对象，因此提高了开发效率。

预设与对象克隆 (clone or copy or Instantiate of Unity Object) 关系？

如果在预设中修改了属性，由预设生成的对象也会发生相应的改变；而如果克隆的原对象发生改变，克隆生成的对象不会受影响。

制作 table 预制，写一段代码将 table 预制资源实例化成游戏对象

制作 table 预制并创建 InitTable 脚本如下。将脚本拖入新建的空对象的 Inspector 中，然后将 table 预制拖入 Table 属性框中，最后运行游戏即可。

using UnityEngine;

public class InitTable : MonoBehaviour {
    public GameObject table;

    void Start() {
        Instantiate(table, new Vector3(0f, 0f, 0f), Quaternion.identity);
    }
}

编程实践，小游戏

游戏内容：井字棋或贷款计算器或简单计算器等等。

技术限制：仅允许使用 IMGUI 构建 UI。

作业目的：了解 OnGUI() 事件，提升 debug 能力。提升阅读 API 文档能力.

项目代码可见 GitHub。

游戏截图：

@whichxjy

简答题

编程实践，小游戏