基于Unity3D的儿童礼仪益智游戏开发

摘要：由于科技技术的发展，人们的物质条件以及精神文化也发展得越来越快，生活居住水平越来越好。然而，人们内在美德的提高与日益增长的物质文化标准不相匹配。许多家长忙于工作，导致许多孩子无法在很小的时候获得文化礼仪和教养，孩子无法正确对待他人如何做事，这对孩子的情商发展和未来生活弊大于利。

但是日益增长的物质条件为电脑游戏的普及创造了可能，儿童在很小的时候就可以接触到电脑和其他现代电子产品，这也让儿童过早接触，甚至沉迷于电脑游戏。所以游戏开发者可以将电脑游戏与儿童礼仪教育结合起来，让孩子们玩游戏的同时也受到文化和礼仪的影响。本游戏分为两个场景，一个是客厅场景，一个是公交车场景，玩家可以随意选择场景。进入游戏场景后，会有一个情节展开，玩家需要根据不同场景做出不同而礼貌的反应才能过关。同时，该游戏也为未来的游戏开发者留下了界面，孩子的答案可以在未来被语音识别

关键词：Unity引擎； 礼仪； 电脑游戏；PS

一、导言

Unity3d是一款非常流行的跨平台游戏开发工具；Unity Technologies公司开发unity3d游戏引擎。Unity3D引擎开发了很多著名的游戏，比如火炉石：魔兽英雄、神殿奔跑2等。该引擎是开发3d游戏、实时3d动画和其他互动项目的利器。最令人印象深刻的功能是强大的跨平台能力：不仅引擎本身可以兼容Windows和MAC OS系统等所有主流平台，游戏发布平台还可以兼容PC、iPhone、android、MAC、Wii、Windows phone、PlayStation、Xbox等。。Unity3D支持Microsoft Visual Studio和MonoDevelop，用户可以在这两种开发工具上进行脚本编程[1]。

角色和场景由PS设计和绘制。Adobe Photoshop，简称“PS”，是由Adobe Systems开发和发布的图像处理软件。Photoshop处理主要由像素组成的数字图像。使用其众多的编辑和绘图工具，开发者可以有效地进行图像编辑。Photoshop有很多功能，涉及图像、图形、文本、视频、出版等各个方面。之所以使用PS进行设计和绘制，是因为PS可以很好地支持Alpha通道。Alpha通道的存在为图像的部分透明处理创造了可能性。只要最终导出格式是PSD、TGA等，图像处理就可以实现部分透明。精灵[2]、2D游戏角色和下面的动画都将使用alpha通道的这种透明度功能。

二、游戏设计

这是一个2D游戏。Unity引擎在2D游戏开发中越来越成熟。提供了大量基于2D游戏开发的API。

这个游戏由3个游戏场景组成，第一个是菜单，第二个是代表客厅里发生情况的场景，第三个是代表公交车里发生情况的场景。使用菜单，用户可以选择他/她想要的任何场景。按下按钮后，当前场景将会切换到用户所选择的场景。

本游戏含有多种角色。主要的游戏人物是一个小男孩，用户将会操控这个小男孩进行游戏。在客厅场景中，其他游戏角色还包括男孩的父亲和一位客人；在巴士场景中，其他游戏角色还包括男孩的母亲和一位老妇人。在客厅场景中，一位客人正在走进客厅。与此同时，男孩的父亲在门口看到了客人，并提示男孩向客人打招呼，在这个时刻玩家必须做出正确的选择才能继续游戏。在做出正确的选择后，会有一个过渡镜头，从结束用餐到当客人即将离开，接着父亲会提示孩子向客人告别，然后玩家需要做出另一个正确的选择才能继续游戏。

做出正确选择后，游戏将返回菜单场景。在公车场景中，男孩一开始就坐在公交车的座位上，此时公车上会有一位老妇人，当男孩的母亲看到老妇人时，她将会提示男孩给老妇人让座，用户将不得不做出正确的选择来继续游戏。在用户做出正确的选择之后，将会有一个过渡动画，展示孩子们离开座位到把座位让给老妇人。而当老人坐下时，游戏回到菜单场景。

为了呈现更好的游戏效果，将使用以下技术：

A．精灵

在2D游戏场景中，模型是一个非常重要的元素，它决定了游戏是否足够生动，游戏内容是否足够吸引人。在2D游戏中，2D模型有一个特殊的名字叫做精灵。使用Unity3D的2d开发功能（如rigidbody2d、OnTriggerEnter2D）进行碰撞检测，使用Animator组件塑造角色动画。

本游戏使用Photoshop绘制精灵。如上所述，PS具有处理透明通道的功能。

下面是几种常见输出格式的比较：

• PNG格式：

PNG的名称来源于网络图形格式，当PNG用于存储灰度图像时，灰度图像的深度可达16；在存储彩色图像时，彩色图像的深度可以达到48，并且还有16位用于存储alpha通道数据。PNG有三种形式，分别是8位、24位和32位。8位PNG支持两种不同的透明度形式（索引透明度和alpha透明度），24位PNG不支持透明度，32位PNG在24位的基础上有另一个8位透明度通道，因此可以显示256度的透明度。下图是具有透明效果的PNG图像，没有指定特殊的Alpha通道。

图1

• TGA格式：

TGA格式是Targe的缩写，是使用最广泛的计算机图像格式。它同时考虑了BMP的图像质量和JPEG的尺寸优势。它有自己的特点：通道效应、方向性。由于其体积小、效果清晰的特点，在CG领域中常被用作影视动画的序列输出格式。TGA将专门为用户提供一个Alpha通道，用户必须修改Alpha通道，否则无法显示透明效果，如下所示：

图2

修改Alpha通道时，黑色表示完全透明，白色意味着完全不透明，然后是效果可以透明地呈现。如下图所示：

图3

为了方便起见，选择PNG格式作为图片格式，不需要额外的Alpha通道。

B．动画

游戏需要通过展示角色的行为来宣传故事。要显示动作图形，必须使用Unity的Animator组件。

开发者可以从Animator Controller视图查看和设置角色行为。在状态设置完成后，开发者可以将控制器放置在层次视图中具有Avatar的任何角色的动画组件上[4]。

图4

Animator组件用于控制各种动画片段之间的过渡和转换。可以通过状态之间的每个箭头在不同动画片段之间设置过渡。

图5

在这里，开发者可以设置过渡条件和动画片段之间的过渡。底部的窗口可以预览生成的动画。

C．动画剪辑

动画系统支持动画混合、混合、添加动画、行走周期时间同步、动画层、对动画播放各个方面的控制（时间、速度、混合权重）、每个顶点1、2或4个骨骼的网格皮肤，以及最终基于物理的碎布玩偶。

动画剪辑存储可用于动画角色或简单动画的所有动画数据。

图6

三、游戏实现

A．菜单

菜单场景是非常重要的，这是玩家在开始这个游戏时映入眼帘的第一个场景。这张图片的好坏将直接决定这个游戏是否有能力吸引孩子们玩这个游戏。

所以菜单场景必须简单明了。这个菜单场景不仅负责吸引孩子，同时孩子们也可以通过这个场景大致了解情况。菜单场景的默认背景是一张专门为游戏定制的图片，上面画着“学前游戏”字样和一个可爱的孩子。当鼠标悬停在代表客厅场景/公交车场景的按钮上时，背景图像将通过渐变将图片更改为客厅/公交车。

实现渐变的关键在于Alpha透明度值来调整图片的透明度。在开发游戏时，有一个名为Color的属性，可以通过GUI可以调用该属性。

表1. GUI的主要特性

颜色属性共有三个参数，分别表示R、G、B。A的值，表示Alpha，即透明度的值，0表示完全透明，1表示完全不透明。当鼠标移动到按钮顶部时，它会为背景图像的更改提供一秒钟的时间。在这一秒钟内，最后一张图片的Alpha值逐渐从1变为0；下一张图片的Alpha值逐渐从0变为1。当时间超过1秒时，只显示下一张图片，不需要进一步调整Alpha值。

由于要选择的背景图像总共有三个，为了便于在图像之间切换，使用枚举类型是非常必要的。

enum BackgroundIndex{MAIN=0,KETING,BUS}

这三个元素分别代表主背景图像、客厅背景图像和公交车背景图像。

值得注意的是，鼠标位置坐标和GUI的坐标不一样，所以开发者需要在这里进行转换。在输入的时候，鼠标位置可以用来获取鼠标的当前位置。关于鼠标位置，屏幕或窗口的左下角位于（0,0）。屏幕或窗口的右上角位于（屏幕宽度、屏幕高度）。但是，在GUI渲染中，（0,0）位置位于屏幕或窗口的左上角，（屏幕宽度、屏幕高度）位置位于屏幕或窗口的按钮右侧。

Vector3 tmpMousePosition=Input.mousePosition;

mousePosition.x=tmpMousePosition.x;

mousePosition.y=Screen.height-tmpMousePosition.y;

鼠标共有6种状态：

1.鼠标在空白区域上

2.鼠标第一次进入空白区域

3.鼠标在第一个按钮上

4.鼠标第一次进入第一个按钮

5.鼠标在第二个按钮上

6.鼠标第一次进入第二个按钮

只有当鼠标第一次进入空白空间/按钮时，背景图像才会改变。当鼠标停留在空白空间/按钮时，背景图像不会改变。所以在这里设置六个状态变量：isOn_Blank、isFirstIn_Blank、isOn_1_Button、isFirstIn_1_button、isOn_2_Button、isFirstIn_2_button。这六个变量对应于上述六种状态。

B．客厅场景

客厅场景是两个场景之一，在此场景中实现以下功能：

• 客人走进客厅，结合动画；lt;

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  Development of Puzzle Game about Childrens etiquette Based On Unity3D

  LiJiyuan

  Dept. Computer Communication University of China

  410372147@qq.com

  HuWenfeng

  Dept. Computer Communication University of China

  Abstract—Because of the development of the technology, peoples material and cultural conditions is developing faster and faster, life conditions is getting better and better living conditions. However, the improvement of inherent virtue of people has failed to match the growing material and cultural criteria. Many parents are busy in work, leading to many children cannot obtain a culture etiquette and upbringing at an early age, children cannot treat people how to do things correctly, this is more harm than good for childrens emotional intelligence development and future life.

  But the growing material conditions has created a possibility for the popularity of computer games, children can come into contact with computers and other modern electronic products when they are very small, which also getting children premature contact with, even hooked on computer games. So game developers can combine computer games with children etiquette education, let the children play games, but also by the influence of culture and etiquette. This game is arranged two scenes which are sitting room scene and bus scene, the player can choose a scene casually. After entering the game scenes, there will be a plot unfolds, players need to react differently and politely according to different scenarios before clearance. Meanwhile, the game also leave interface for future game developers, the childs answer can be speech recognized in the future.

  Keywords— Unity Engine,etiquette,PC game, PS

  1. INTRODUCTION

  Unity3d is a very popular trans-platform tool for game developing; Unity Technologies Company develops the unity3d game engine. There are many well-known games developed by Unity3D engine, such as Hearthstone: Heroes of Warcraft, Temple Run 2, etc. This engine is a sharp weapon to develop 3d games, real-time 3d animation and other interactive projects. The most impressive function is the powerful trans-platform ability: not only the engine itself can be compatible with all the mainstream platform such as Windows and MAC OS system, but the game publishing platform is compatible with the PC, iPhone, android, MAC, Wii, Windows phone, PlayStation, Xbox, etc.. Unity3D supports Microsoft Visual Studio and MonoDevelop, users can do scripts programming on these two development tools [1].

  Characters and scenes are decided to be designed and drawn by PS. Adobe Photoshop, referred to as the 'PS', was a image processing software developed and released by Adobe Systems. Photoshop processes digital image mainly composed of pixels. Using its numerous editing and drawing tools, developers can do image editing effectively. Photoshop has a lot of features and is involved in various aspects such as image, graphics, text, video, publishing, etc. The reason why using PS to design and draw, because PS can be a good support for the Alpha channel. The existence of Alpha channel creates possibility of partially transparent process for image. As long as the final export format is PSD, TGA, etc., image processing can be realized partially transparent. Sprite [2], the 2D game character, and the following animation will all make use of such transparency features of alpha channel.

  1. GAME DESIGN

  This is a 2D game. Unity engine is becoming more and more mature in 2D game developing. Lots API based on 2D game developing are provided.

  This game consists of 3 game scenes, the first one is the menu, the second one is a scene representing a situation happening in a sitting room and the third one is a scene representing a situation happening inside a bus. Using the menu player could choose whichever scene he/she wants. After pressing the button, the current scene will switch to the scene player choose.

  The game consists of a variety of roles. The main game character is a little boy that is what role player is playing. In the sitting room scene, the other game characters also include the boys father and a guest; in the bus scene, the other game characters also include the boys mother and an old woman. In the sitting room scene, it will be a guest walking into the sitting room. In this time, the boys father saw the guest at the door, and prompted boy to greet guest, this time the player have to make the right choice in order to continue the game. After the right choice is made, there will be a transition lens, switch to the end of the meal when the guest is about to leave, then the father prompts the child to say goodbye to the guests, then the player need to make another right choice in order to continue the game.

  978-1-5090-2239-7/16/$31.00 copyright 2016 IEEE

  SNPD 2016, May 30-June 1, 2016, Shanghai, China

  After making the right choice, game will return to the menu scene. In the bus scene, the boy is sitting on the bus seat at the very start, this time there will be an old woman on the bus, when the boys mother found the old woman, she will prompt the boy to give the old woman a seat, this time the players will have to make the right choice to continue the game. After making the right choice, there will be an animation that presents children leaving the seat and giving the seat to the old woman. When the old take a seat, game go back to the menu scene.

  To present better game effect, technologies below will be used:

  1. Sprite

  In the 2D game scene, the model is a very important element, which determines whether the game is vivid enough, whether the game content is attractive enough. In the 2D game, 2D model has a special name called Sprite. Doing collisi

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