9787111698197 9787121416590

書 ? 名: ? unity3d編程:主程手記
圖書定價: ?
作 者: ? 陸澤西
出 版 社: ? 機械工業出版社
出版日期: ? 2021-12-21
ISBN 號: ? 9787111698197
開 ? 本: ?16開
頁 ? 數: ?386
版 ? 次: ?1-1





本書分 10 章，每章都是一個獨立的知識領域，讀者可以按照章節順序閱讀本書，也可以根據喜好挑選自己感興趣的章節學習。 1 章講了架構的意義、架構的原理以及如何實現架構。 2 章對 C# 技術的基礎知識做了詳細的講解。 3 章主要針對客戶端中的表格數據、程序的協作與應用進行講解。 4章介紹的是用戶界面（UI）的工作原理與優化手段。 5 章針對 3D 模型的原理、動畫的原理以及兩者的優化做了詳細的講解。 6 章介紹的是網絡層的業務與底層原理。 7 章針對各種 AI 類型進行了解析。 8 章主要介紹場景構建與優化、地圖構建以及尋路算法優化的相關知識。 9 章則給出了圖形數學、圖形學常用算法、渲染管線的相關知識。 10 章針對客戶端各類渲染技術的渲染原理進行了詳細的解析。





前 言
1章 軟件架構 1
1.1 架構的意義 1
1.2 軟件架構的思維方式 5
1.3 如何構建Unity3D項目 9
2章 C#技術要點 14
2.1 Unity3D中C#的底層原理 14
2.2 List底層源碼剖析 17
2.3 Dictionary底層源碼剖析 27
2.4 浮點數的精度問題 39
2.5 委托、事件、裝箱、拆箱 44
2.5.1 委托與事件 44
2.5.2 裝箱和拆箱 45
2.6 排序算法 48
2.6.1 快速排序算法 48
2.6.2 大小堆 50
2.6.3 其他排序算法概述 51
2.7 各類搜索算法 51
2.7.1 搜索算法概述 52
2.7.2 二分查找算法 52
2.7.3 二樹、二查找樹、平衡二樹、紅黑樹和B樹 52
2.7.4 樹搜索算法 53
2.7.5 八樹搜索算法 54
2.8 業務邏輯優化技巧 54
2.8.1 使用List和Dictionary時提高效率 55
2.8.2 巧用struct 55
2.8.3 盡可能地使用對像池 57
2.8.4 字符串導致的性能問題 61
2.8.5 字符串的隱藏問題 64
2.8.6 程序運行原理 65
3章 數據表與程序 68
3.1 數據表的種類 68
3.1.1 大部分數據都是在Ecel裡生成的 68
3.1.2 原始的數據方式—代碼數據 69
3.1.3 文本數據 69
3.1.4 比特流數據 70
3.2 數據表的制作方式 71
3.2.1 制作方式簡介 71
3.2.2 讓數據使用起來更加方便 72
3.3 多語言的實現 75
4章 用戶界面 78
4.1 用戶界面繫統的比較 78
4.2 UGUI繫統的原理及其組件使用 79
4.2.1 UGUI繫統的運行原理 79
4.2.2 UGUI繫統的組件 80
4.3 UGUI事件模塊剖析 82
4.3.1 UGUI事件繫統源碼剖析 82
4.3.2 輸入事件源碼 82
4.3.3 事件數據模塊 83
4.3.4 輸入事件捕獲模塊源碼 84
4.3.5 線踫撞檢測模塊源碼 89
4.3.6 事件邏輯處理模塊 91
4.4 UGUI核心源碼剖析 91
4.4.1 UGUI核心源碼結構 91
4.4.2 Culling模塊 91
4.4.3 Layout模塊 93
4.4.4 MaterialModifiers、Specialized-Collections和Utility 94
4.4.5 VerteModifiers 95
4.4.6 核心渲染類 96
4.5 快速構建一個簡單易用的UI框架 101
4.6 UI優化 107
4.6.1 UI動靜分離 108
4.6.2 拆分過重的UI 108
4.6.3 UI預加載 109
4.6.4 UI圖集Alpha分離 110
4.6.5 UI字體拆分 111
4.6.6 Scroll View優化 112
4.6.7 網格重構的優化 113
4.6.8 UI展示與關閉的優化 114
4.6.9 對像池的運用 114
4.6.10 UI貼圖設置的優化 115
4.6.11 內存洩漏 117
4.6.12 針對高低端機型的優化 123
4.6.13 UI圖集拼接的優化 126
4.6.14 GC的優化 127
5章 3D模型與動畫 134
5.1 美術資源規範 134
5.2 合並3D模型 141
5.2.1 網格模型的基礎知識 141
5.2.2 動態批處理 143
5.2.3 靜態批處理 144
5.2.4 自己編寫合並3D模型的程序 145
5.3 狀態機 147
5.3.1 如何用狀態機模擬人物行為動作 147
5.3.2 在遊戲的人物行為動作中使用狀態機 148
5.3.3 在遊戲項目中使用狀態機的地方 148
5.4 3D模型的變與換 152
5.4.1 切割模型 154
5.4.2 扭曲模型 156
5.4.3 簡化模型 157
5.4.4 蒙皮骨骼動畫 159
5.4.5 人物3D模型動畫換皮換裝 165
5.4.6 捏臉 167
5.4.7 動畫優化 169
5.5 資源的加載與釋放 176
6章 網絡通信 183
6.1 TCP與UDP 183
6.1.1 TCP和UDP簡介 183
6.1.2 UDP的特點 185
6.1.3 是用TCP還是用UDP 186
6.2 C#實現TCP 187
6.2.1 程序實現TCP長連接 187
6.2.2 TCP的API庫 187
6.2.3 線程鎖 188
6.2.4 緩衝隊列 188
6.2.5 雙隊列結構 190
6.2.6 發送數據 191
6.2.7 協議數據定義標準 192
6.2.8 斷線檢測 195
6.3 C#實現UDP 196
6.3.1 實現UDP 196
6.3.2 連接確認機制 196
6.3.3 數據包校驗與重發機制 199
6.3.4 丟包問題分析 201
6.4 封裝HTTP 202
6.4.1 HTTP協議原理 202
6.4.2 HTTP1.0、HTTP1.1、HTTP2.0簡述 204
6.4.3 在Unity3D中的HTTP封裝 206
6.4.4 多次請求時連續發送HTTP請求引起的問題 209
6.5 網絡數據協議原理 222
6.5.1 協議包的格式 222
6.5.2 JSON 223
6.5.3 自定義二進制數據流協議格式 224
6.5.4 MessagePack 226
6.5.5 Protobuf 229
6.5.6 限定符的規則 231
6.5.7 Protobuf的原理：序列化和反序列化 232
6.5.8 Protobuf更改數據結構後的兼容問題 235
6.5.9 Protobuf的優點 236
6.5.10 Protobuf的不足 237
6.6 網絡同步解決方案 237
6.6.1 狀態同步法 237
6.6.2 實時廣播同步法 239
6.6.3 幀同步 240
6.6.4 同步快進 242
6.6.5 精度問題 243
6.6.6 同步鎖機制 244
7章 遊戲中的AI 245
7.1 用狀態機構建AI 245
7.2 用行為樹構建AI 251
7.2.1 復合節點 252
7.2.2 修飾節點 253
7.2.3 條件節點 253
7.2.4 行為節點 253
7.3 非典型性AI 255
7.3.1 可演算式AI 255
7.3.2 博弈式AI 257
8章 地圖與尋路 259
8.1 A星算法及其優化 259
8.1.1 長距離導航 262
8.1.2 A星排序算法優化 264
8.1.3 尋路期望值優化 265
8.1.4 通過權重引導尋路方向 267
8.1.5 拆分尋路區域 268
8.1.6 A星算法細節優化 270
8.1.7 尋路規則優化JPS 271
8.2 尋路網格的構建 275
8.2.1 數組構建網格 275
8.2.2 路點網格 277
8.2.3 平面三角形網格 279
8.2.4 多層級網格 282
8.2.5 三角形網格中的A星算法 283
8.2.6 體素化尋路網格 286
8.2.7 RecastNavigation Navmesh 288
8.3 地圖編輯器 290
8.3.1 地圖編輯器的基本功能 290
8.3.2 數據協議格式在編輯器中的選擇 292
8.3.3 地圖加載方式 293
8.3.4 地圖九宮格 294
8.4 地圖的制作與優化 296
8.4.1 地圖的制作方式 296
8.4.2 常規場景的性能優化 299
9章 渲染管線與圖形學 306
9.1 圖形學基礎 306
9.1.1 向量的意義 307
9.1.2 點積的幾何意義 307
9.1.3 乘的幾何意義 308
9.1.4 向量之間的投影 309
9.1.5 矩陣的意義 310
9.1.6 矩陣旋轉、縮放、投影、鏡像和仿 312
9.1.7 齊次坐標的平移矩陣 320
9.1.8 如數 321
9.2 渲染管線 324
9.2.1 OpenGL、DirectX圖形接口 324
9.2.2 渲染管線是什麼 325
9.2.3 混合 337
9.2.4 渲染管線總結 341
10章 渲染原理與知識 343
10.1 渲染順序 343
10.2 Alpha Test 345
10.3 Early-Z GPU硬件優化技術 347
10.4 Mipmap的原理 348
10.5 顯存的工作原理 350
10.6 Filter濾波方式 351
10.7 實時影是如何生成的 354
10.8 光照紋理烘焙原理 357
10.9 GPU Instancing的來龍去脈 362
10.10 著色器編譯過程 369
10.11 Projector投影原理 372


創造高清3D虛擬世界：Unity引擎HDRP高清渲染管線實戰


內容簡介
《創造高清3D虛擬世界：Unity引擎HDRP高清渲染管線實戰》共11章，不僅包含HDRP入門基礎，更通過剖析案例對高清渲染管線的主體框架和各種特性進行闡述，如完全基於物理的光照和材質繫統、體積光與霧效設置、光照烘焙及實時後處理效果等。本書全方位講解如何使用Unity HDRP高清渲染技術來制作高質量畫面內容。讀者不管是在開發遊戲、影視動畫，還是在開發VR遊戲、互動應用，都可以從本書中找到所需的高畫質內容制作技術。本書進階部分包括HDRP在VR中的具體應用方法、Unity實時光線追蹤的具體用法，以及如何使用Debug繫統和Custom Pass應用等。書中包含兩個完整的Unity項目及相關作步驟，讀者一邊作一邊閱讀，即可把書中學到的技術直接應用到自己的項目中。

目錄
1章HDRP入門1

1.1摘要 1

1.2離線渲染和實時渲染 8

1.2.1建模功能（ProBuilder、ProGrid和PolyBrush套件）8

1.2.2Timeline（非線編工具）9

1.2.3Cinemachine（智能攝像機繫統）9

1.2.4HD.Post.Processing.Effect（HDRP專用後期模塊）9

1.2.5可視化著色器編程工具Shader.Graph 9

1.2.6開發工具Visual.Effect.Graph 9

1.2.7視頻和動畫輸出工具Unity.Recorder 9

1.2.8HDRP針對不同材質的模擬10

1.3在DCC軟件中準備模型資產 10

1.3.1在DCC軟件中使用的尺寸單位要與Unity統一 10

1.3.2隻在需要的地方使用三角面11

1.3.3紋理制作 11

1.3.4支持FBX、USD和Alembic格式的資產導入11

1.3.5Unity.Reflect支持導入Autodesk.Revit資產 11

1.4Unity HDRP項目設置 12

1.4.1創建一個基於高清渲染管線（HDRP）的Unity項目 12

1.4.2通過示例項目了解HDRP相關的概念和模塊 16

1.5學習渠道 52

1.6本章總結 53

2章實現市政廳辦公室場景54

2.1摘要 54

2.2實戰項目詳解 55

2.2.1使用Volume框架設置環境 58

2.2.2添加屏幕後處理效果 62

2.2.3添加光源、Light.Probe（光照探針）和Reflection.Probe（反探針）64

2.2.4烘焙光照貼圖 69

2.3本章總結 74

3章HDRP配置文件和Volume框架詳解 75

3.1摘要 75

3.2HDRP配置文件（HDRP Asset）介紹 75

3.2.1Frame.Settings（幀設置）75

3.2.2Volume框架 77

3.2.3針對不同平臺使用不同的HDRP配置文件 94

3.3Volume框架詳解 96

3.3.1Eposure（曝光控制）99

3.3.2Fog（霧效制作）110

3.3.3Lighting（光照）121

3.3.4Material（材質）121

3.3.5Shadowing（影處理）122

3.3.6Sky（天空）122

3.3.7Post-processing（後處理）126

3.3.8Ray.Tracing（實時光線追蹤）126

3.3.9Local.Volume（本地Volume）使用示例 126

3.4本章總結 130

4章HDRP光照繫統詳解 131

4.1摘要 131

4.2Sponza_Day_Lighting場景打光步驟解析 131

4.2.1步驟1：啟用Scene.Settings.Volume 134

4.2.2步驟2：啟用Directional.Light（平行光）136

4.2.3步驟3：啟用Volume中的自動曝光控制138

4.2.4步驟4：啟用所有燈籠模型和點光源139

4.2.5步驟5：啟用場景中所有反探針（Reflection.Probe）140

4.2.6步驟6：啟用場景中的光照探針組（Light.Probe.Group）143

4.2.7步驟7：完成整個場景的光照烘焙145

4.2.8步驟8：增強間接光強度150

4.2.9步驟9：處理影和環境光遮蔽154

4.2.10步驟10：添加霧效 166

4.2.11步驟11：畫面抗鋸齒處理168

4.2.12步驟12：添加後處理Volume組件 171

4.3Sponza_Night_Lighting場景打光步驟解析 173

4.3.1修改Directional.Light設置173

4.3.2修改Scene.Settings.Volume→HDRI.Sky設置174

4.3.3修改Scene.Settings.Volume→Eposure（曝光）設置174

4.3.4修改Scene.Settings.Volume→Fog（霧效）設置175

4.3.5修改Scene.Settings.Volume→Contact.Shadow（接觸影）設置 175

4.3.6修改Post.Processing.Volume→Color.Adjustment（顏色調整）設置 175

4.3.7修改Post.Processing.Volume→White.Balance（白平衡）設置176

4.4光源類型和模式 177

4.4.1Unity中的光源類型有哪幾種 177

4.4.2Unity中的光照單位200

4.4.3如何制作和使用Light.Cookie為燈光添加更多細節201

4.4.4光照相關的常見問題彙總204

4.5光源分層 212

4.5.1光源分層的作用 212

4.5.2光源分層實例講解 212

4.6使用光照探針 217

4.6.1為什麼要使用光照探針 217

4.6.2使用光照探針的基本步驟 218

4.6.3Mesh.Renderer組件中的Probes選項詳解 223

4.6.4如何使用Mesh.Renderer組件的Probes→Anchor.Override參數 227

4.6.5如果打開了Lighting窗口中Debug.Settings中的All.Probes..Cells選項，但是在Scene窗口看不到光照探針如何處理 230

4.7使用Reflection Probe為場景提供反信息 231

4.7.1Screen.Space.Reflection（屏幕空間反）231

4.7.2Reflection.Probe（反探針）233

4.7.3Sky.reflection（天空反）242

4.8影 242

4.8.1影的種類和三種光照模式 242

4.8.2兩種Shadowmask模式下的影表現 244

4.8.3影的投距離設置248

4.8.4Distance.Shadowmask和Shadowmask兩種模式對性能的影響248

4.9本章總結 .249

5章Lightmapping（光照烘焙）詳解250

5.1摘要 .250

5.2漸進式光照貼圖烘焙對場景中的模型有什麼要求 252

5.3漸進式光照貼圖烘焙對硬件的要求是什麼？支持Unity的哪些渲染管線 257

5.4進行漸進式光照貼圖烘焙時烘焙出來的是什麼 257

5.5漸進式光照貼圖烘焙的CPU版本和GPU版本有什麼區別 261

5.6光照貼圖烘焙界面參數詳解 261

5.7不同顯卡對GPU版本的烘焙效率有什麼影響 275

5.8相同場景使用CPU烘焙需要多長時間 279

5.9為什麼GPU版本在烘焙的過程中，有時會自動切換成CPU版本 279

5.10如何避免GPU烘焙自動切換成CPU烘焙 280

5.11如何解決光照貼圖接縫問題 282

5.12如何整體地查看光照貼圖的不同組成部分 283

5.13如何查看場景中的模型在光照貼圖中的位置？

如何調整模型在光照貼圖中的占比大小 284

5.14本章總結 288

6章HDRP材質詳解 289

6.1摘要 289

6.2使用Lit著色器制作典型材質 290

6.2.1木頭材質 290

6.2.2冰箱材質 298

6.2.3陶瓷材質 300

6.2.4（普通）玻璃材質 306

6.2.5（帶折的）玻璃材質312

6.2.6半透明材質和次表面散材質317

6.2.7自發光材質 327

6.2.8Decal（貼花）的具體使用方法 330

6.3渲染器和材質優先級 339

6.4使用HDRP自帶的示例材質庫 340

6.4.1金屬箔材質 342

6.4.2肥皂泡材質 345

6.5本章總結 348

7章Post.Processing後處理詳解 350

7.1摘要 350

7.2為場景添加後處理效果的步驟 351

7.3後處理效果應用順序和效果組合 351

7.4HDRP中的後處理效果 352

7.4.1Tonemapping（色調映）353

7.4.2White.Balance（白平衡）354

7.4.3Bloom（泛光）354

7.4.4Film.Grain（膠片顆粒）356

7.4.5Depth.of.Field（景深）357

7.4.6Panini.Projection（帕尼尼投影）359

7.4.7Lens.Distortion（鏡頭畸變）360

7.4.8Motion.Blur（運動模糊）360

7.4.9Chromatic.Aberration（色差）362

7.4.10Vignette（暈映）363

7.4.11Lift、Gamma和Gain（顏色分級）364

7.4.12Channel.Mier（通道混合）365

7.4.13Color.Curve（顏色曲線）366

7.4.14Color.Adjustment（顏色調整）367

7.4.15Split.Toning（分離調色）368

7.4.16Shadow、Midtones、Highlights（影、中間調、高光）369

7.5本章總結 370

8章HDRP.Debug窗口介紹371

8.1摘要 371

8.2Material（材質）相關的Debug窗口 372

8.3Lighting（光照）相關的Debug窗口 374

8.4Camera（相機）相關的Debug窗口 376

8.5MatCap顯示模式的使用方法 378

8.6本章總結 380

9章HDRP在VR中的應用 381

9.1摘要 381

9.2HDRP VR支持的平臺 381

9.2.1繫統要求 381

9.2.2支持的平臺 382

9.3配置HDRP項目以支持VR 382

9.4可以應用到VR中的HDRP功能 387

9.5將市政廳辦公室場景轉換成HDRP VR 388

9.5.1配置HDRP VR 388

9.5.2配置XR.Plug-in.Management 388

9.5.3添加XR.Interaction.Toolkit 388

9.5.4創建XR.Rig、控制器和瞬移區域 389

9.5.5創建轉向繫統 395

9.5.6創建可交互物體 396

9.5.7構建項目到設備 397

9.6在VR設備中進行Debug 398

9.7本章總結 400

10章HDRP.Custom.Pass應用401

10.1摘要 401

10.2Custom Pass實例解析 401

10.2.1實例講解1 402

10.2.2實例講解2 407

10.3如何查看Custom Pass的渲染階段 408

10.4本章總結 409

11章HDRP實時光線追蹤項目應用410

11.1摘要 410

11.1.1運行光追應用所需的軟硬件411

11.1.2Unity光追功能在編輯器中的位置 411

11.2配置HDRP光追項目 414

11.2.1將普通HDRP項目升級到支持光追的HDRP項目414

11.2.2進一步設置HDRP配置文件（HDRP.Asset）啟用相關的光追功能 417

11.2.3在HDRP.Default.Settings界面啟用相機的Frame.Settings中的光追功能 421

11.2.4在Scene窗口打開相機的抗鋸齒功能和啟用刷新設置 422

11.3光追功能的使用方法 423

11.3.1環境光遮蔽 424

11.3.2屏幕空間反 427

11.3.3屏幕空間全局光 431

11.3.4Light.Cluster的使用 433

11.3.5屏幕空間影 439

11.3.6次表面散 443

11.3.7遞歸式渲染 450

11.3.8路徑追蹤 453

11.4本章總結 457

附錄A基於物理的光照單位和參考數值（參考自Unity.HDRP官方文檔）458

附錄B色溫（Color.Temperature）463

附錄C在Unity中制作高質量的光照效果 464

^_^:b2c3ef8fc09d06dbad9f7c22cdfe62ea