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渲染技术与Unity开发入门:从基础到实践
渲染
渲染是游戏和图形应用的核心环节,主要包括流水线、顶点着色器、片元着色器以及光照模型等关键步骤。
流水线:
CPU应用阶段:负责准备场景数据,执行几何处理。 GPU几何阶段:顶点着色、裁剪和屏幕映射。 光栅化阶段:三角形遍历、片元着色和逐片元操作。 顶点着色器:
- 细分曲面着色器:根据曲面细分度调整顶点颜色。
- 几何着色器:根据几何形状变化顶点颜色。
三种shader语言:
- GLSL (OpenGL):跨平台,依赖显卡驱动。
- HLSL (DirectX):微软提供编译器,适用于Windows等平台。
- Cg:跨平台,依据硬件编译。
光照模型:
- Lambert模型:适合漫反射材质。
- Phong模型:镜面反射效果。
- Blinn-Phong模型:性能优化版。
- Rendering Equation:全局光照模型。
Unity开发
Unity是全球使用最广泛的游戏开发引擎,以下是其核心知识点:
脚本生命周期:
Awake:初始化。 OnEnable:组件激活。 Start:开始。 Update:每帧更新。 FixedUpdate:与物理步调一致更新。 LateUpdate:物理步调之后更新。 OnGUI:界面更新。 OnDisable:组件失效。 OnDestroy:对象销毁。 协程(Coroutines):
- 使用StartCoroutine开启。
- 协程可以等待FixedUpdate完成后执行。
- 协程适用于非阻塞任务,如动画、资源加载等。
碰撞体与触发器:
- OnCollisionEnter:碰撞开始。
- OnCollisionStay:持续碰撞。
- OnCollisionExit:脱离碰撞。
- OnTriggerEnter:触发开始。
- OnTriggerStay:持续触发。
- OnTriggerExit:脱离触发。
C#编程
C#是Unity的首选脚本语言,以下是基础概念:
值类型与引用类型:
- 值类型:存储在栈,高效。
- 引用类型:存储在堆,需要GC回收。
重写与重载:
- 重写:覆盖父类方法。
- 重载:根据参数列表选择方法。
数组与集合:
- ArrayList:动态数组。
- List:类型指定的集合。
装箱与拆箱:
- 装箱:值类型到对象类型。
- 拆箱:对象类型到值类型。
其他技术
TCP与UDP:
- TCP:可靠,面向连接。
- UDP:不可靠,无连接,效率高。
同步与异步:
- 同步:等待任务完成。
- 异步:不等待,通过回调处理。
MVC模式:
- Model:数据层。
- View:视图层。
- Controller:逻辑控制层。
线程安全:
跨平台开发:
- Unity通过Mono虚拟机实现跨平台,支持多种平台运行。
优化与实践:
- LOD多层次细节:优化渲染性能。
- Mipmap和Lightmap:减少锯齿,提升光照效果。
通过以上知识点的学习与实践,开发者可以逐步掌握渲染技术、Unity开发和C#编程的核心要领,为游戏开发打下坚实基础。
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