Unity3D应用开发

《Unity3D应用开发》课程教学大纲

一、课程基本信息

 

开课教学系、

 

研究室（所）

  

计算机科学与技术系、

 

数字媒体技术教研室

  

课程

 

代码

  

L08090208

  

课程名称

  

中文

  

Unity3D应用开发

  

英文

  

Unity3D  application development

  

课程类别

  

¨通识平台课程   ¨学科平台课程 þ专业平台课程  ¨实践平台课程

  

所属模块（通识选修课填写）

  

¨人文社科类               ¨中华优秀传统文化 

 

¨自然科学类          ¨公共艺术类      ¨校本通识核心类     

  

总学时

  

64

  

理论学时

  

32

  

学分

  

4

  

建议授课时间

  

第5学期

  

考核方式

  

考试

  

实验学时

  

32

  

先修课程

  

三维建模、三维动画及交互设计、Java/C#程序设计

  

适用专业

  

数字媒体技术专业

 

二、课程定位

1.课程性质

Unity3D是当今最炙手可热的游戏开发工具，它是轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发平台，是一个全面整合的专业游戏引擎。它可发布运行在Windows、Mac、Wii、iPhone、Windows phone 8和Android平台的游戏，也可以利用插件发布网页游戏。另外，利用Unity3D也可以很方便地开发各种虚拟现实系统。本课程通过对Unity3D集成开发环境的搭建，集成开发环境界面的详细介绍，再到脚本的编写、开发过程经常应用的技术和对象的讲解，以及经典案例的学习，让学生全面了解和掌握利用Unity3D进行游戏和虚拟现实系统的开发过程和基本技术，并且让学生能运用Unity进行简单的游戏和虚拟现实系统的开发。

2.课程基本理念

《Unity3D应用开发》是一门实践性很强的课程，课程的基本理念是以学生为主体，教师为主导，在教学过程中，通过设计和开发实际应用中的案例导入基本知识和开发技术，综合程序设计、游戏模式等思想和方法，穿插介绍虚拟现实的相关知识，完成课程的教学任务，培养学生综合解决问题的能力。

三、课程目标

课程目标1：具有较高的政治觉悟、良好的人文社会科学素养、社会责任感和敬业精神，能够在工作中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任；开发符合国家政策要求，引导用户积极向上的数字化产品；具有服务地方，尤其是山区建设的社会责任感；培养学生严肃认真、一丝不苟的工作作风；具有追求真理、实事求是、勇于探究与实践的科学精神。

课程目标2：使学生了解并掌握Unity3D的基本概念和术语、开发环境的搭建及应用领域；了解和熟悉Unity3D集成开发环境界面，熟练掌握利用C#或Java等语言对Unity3D开发的项目中的交互功能进行脚本程序的设计和编写；熟练掌握人机交互界面设计的基本原理和应用技术；通过上机操作和实验，了解并掌握利用Unity3D进行游戏和虚拟现实系统开发的基本过程和经常应用的技术和对象；掌握简单游戏和虚拟现实系统开发的基本技能。

课程目标3：基本具有根据根据用户需求或给定的主题和项目利用Unity3D进行简单游戏和虚拟现实系统开发的能力；基本具有独立解决技术难题、探索技术的精神及连续作战的工作作风和能力。

课程目标4：具有独立解决技术难题、执着探索技术的精神及连续作战的工作作风和能力；具有较强的创新意识、技术改造与创新的能力以及工程项目集成的基本能力。

四、课程教学目标支撑的毕业要求

《Unity3D应用开发》支撑的毕业要求指标点

 

毕业要求指标点

  

毕业要求指标点内容

  

1.3

  

掌握本专业所需的高级语言、操作系统、数据库等基础理论，了解和学习动画设计和游戏设计制作的编程基础课程；

  

2.1

  

了解市场、用户的需求变化以及技术发展，具有进行数字内容系统开发策划和方案改进的能力；

  

3.1

  

具有运用数字媒体技术流行技术开发典型数字内容系统的能力；

  

4.2

  

数字媒体技术和应用能力：熟练掌握图形学常用算法与图形图像处理软件开发、平面设计基本原理与应用技术、全景设计基本原理与应用技术；熟练掌握多媒体技术基本原理、音视频编辑基本原理与应用技术、3D影视作品创意与制作技术；熟练掌握三维设计的基本原理和办法、三维数据采集捕获技术、三维重建技术、三维设计软件应用技术；熟练掌握手势识别、动作识别、语音识别等人机交互的基本原理和应用技术、人机交互界面设计的基本原理和应用技术；熟练掌握虚拟现实的基本原理和应用技术、增强现实的基本原理和应用技术；

  

8.2 

  

具有服务地方，尤其是山区建设的社会责任感；具有爱岗、敬岗、乐岗的敬业精神。

 

《Unity3D应用开发》课程教学目标对支撑毕业要求指标点的支撑关系

 

毕业要求指标点

  

1.3

  

2.1

  

3.1

  

4.2

  

8.2

  

课程教学目标

  

2

  

3

  

3

  

2

  

1

  

支撑强度

 

五、课程内容与学时安排 

理论教学内容与课程目标的关系

 

课程模块

  

课程单元

  

教学内容

  

教学要求

  

学时

  

教学

 

方式

  

对应课程目标

  

Unity 3D基础知识

  

Unity概述与安装

  

重点介绍Unity 3D的诞生、特点、开发环境的搭建以及其运行机制

  

（1）了解Unity 3D的发展史和特点；

 

（2）掌握搭建Unity 3D开发环境的方法；

 

（3）培养学生爱国精神和国际竞争意识，争取早日实现高性能游戏开发软件国产化。

  

2

  

课堂讲授

  

1、2、3

  

Unity3D界面介绍

  

重点对Unity 3D集成开发环境进行详细讲解和学习

  

熟练掌握Unity 3D集成开发环境的整体布局、菜单栏、工具栏和各个面板的使用，通过上机操作练习能够系统地理解和使用Unity 3D的集成开发环境。

  

4

  

课堂讲授、上机操作

  

Unity3D脚本程序基础知识

  

重点讲解和学习针对Unity 3D的JavaScript或C#脚本编写的语法和技巧

  

熟练掌握运用JavaScript 或C#语言对Unity 3D中的游戏对象进行脚本编写，完成这些游戏对象的各种行为。

  

8

  

课堂讲授、上机操作

  

Unity 3D开发技术

  

Unity3D图形用户界面基础

  

重点对Unity 3D开发过程中GUI和UGUI图形用户界面的设计和开发，实现游戏项目良好的人机交互功能

  

（1）熟练掌握Unity 3D中常用的图形用户界面开发GUI和UGUI开发技术、预制件的使用和输入对象及销毁相关方法；

 

（2）通过上机实验操作练习，熟练掌握图形用户界面的设计。

  

10

  

课堂讲授、上机操作、实验

  

1、2、3

  

地形系统

  

重点讲解和学习Unity 3D开发平台地形的系统，以及根据游戏项目场景的需要创建和编辑地形

  

（1）熟练掌握Unity 3D中的地形编辑器的界面，并能根据游戏项目的需求熟练创建和编辑地形；

 

（2）掌握在地形场景中添加树木花草及岩石等方法，并能熟练地在场景中添加角色和小地图；

 

（3）要求开发符合国家政策要求，引导用户积极向上，有利于青少年的健康快乐成长的游戏或虚拟现实等数字化产品。

  

4

  

课堂讲授、上机操作

  

Unity 3D的物理引擎

  

重点讲解和学习Unity 3D开发平台的完整的物理引擎体系，包括刚体、碰撞器、粒子系统以及关节等知识

  

熟练掌握运用Unity 3D的物理引擎赋予游戏对象真实的物理属性，以达到模拟现实的真实效果，并通过上机实验操作练习，熟练掌握对刚体和碰撞器等物理引擎的熟练运用。

  

12

  

课堂讲授、上机操作、实验

  

Unity 3D游戏开发的常用技术

  

重点讲解和学习Unity 3D中的天空盒、虚拟按钮与摇杆、声音、光源、地形引擎、角色动画，以及角色控制器等开发常用的技术

  

熟练掌握Unity 3D经常使用的一些开发技术如天空盒虚拟按钮、地形引擎、角色动画及角色控制器等，并通过上机实验操作练习，熟练掌握在游戏项目中运用这些技术完成相应的工作。

  

12

  

课堂讲授、上机操作、实验

  

模型与动画系统

  

重点讲解和学习Unity 3D中导入利用三维建模软件制作的游戏模型的知识和技术,以及游戏角色模型动作动画的设计与制作

  

熟练掌握利用三维建模软件制作用于Unity 3D中的游戏模型，并导入Unity 3D中。熟练掌握利用Mecanim动画系统制作游戏角色模型动作动画的步骤。

  

4

  

课堂讲授、上机操作

  

Unity 3D的应用开发

  

综合案例项目的应用开发

  

重点讲解和学习利用Unity3D进行游戏等项目开发的基本过程和常用的技术，并通过上机实验，完成项目的开发任务

  

（1）要求通过一个综合案例的上机实验练习，了解和掌握利用Unity  3D开发游戏或虚拟现实项目的整个过程及常用的各种开发技术，最后能够对作品进行发布；

 

（2）培养学生具有严肃认真、一丝不苟的工作作风；具有追求真理、实事求是、勇于探究与实践的科学精神。

  

8

  

上机操作、实验

  

1、2、3、4

 

实验教学内容与课程目标的关系

 

序号

  

实验项目名称

 

与内容

  

实验学时

  

实验类型

  

教学要求

  

项目要求

  

对应课程目标

  

1

  

实验一  Unity2D图形用户界面开发

 

（1）利用UGUI界面系统开发一个游戏的登录界面；并实现通过判断输入的用户名和密码决定能否进入游戏主场景的功能，以及退出游戏的功能

 

（2）设计一个炮击的小游戏主场景，通过脚本实现游戏功能，并利用GUI界面系统实现对有关游戏的参数进行调整和控制，并实现返回登录界面的功能

 

（3）调试完善各项功能，发布工程。

  

4

  

设计

  

（1）熟悉Unity3D集成开发环境；

 

（2）熟练掌握Unity3D脚本的基本语法；

 

（3）掌握游戏开发过程中GUI图形界面系统的应用；

 

（4）掌握游戏开发过程中UGUI图形界面系统的应用；

 

（5）熟练掌握Unity3D游戏开发过程中对游戏对象常用操作和访问的脚本编写方法，以及游戏登录及交互界面的设计与应用开发。

  

必做

  

2、3

  

2

  

实验二  Unity3D物理引擎应用

 

设计开发一个利用物理引擎中的刚体、方盒碰撞器和车轮碰撞器以及粒子系统等技术实现汽车在地形场景中可以沿着设定路线进行前进、后退、刹车等驾驶控制功能的小游戏

  

6

  

设计

  

（1）熟悉Unity3D游戏对象的刚体特性；

 

（2）掌握Unity3D游戏对象的刚体创建；

 

（3）掌握游戏开发过程中碰撞器和粒子系统的应用；

 

（4）掌握游戏开发过程中熟练掌握关节和车轮碰撞器的应用；

 

（5）掌握Unity3D游戏开发过程中对游戏对象常用操作和访问的脚本编写方法，以及游戏界面常用控件的应用。

  

必做

  

2、3

  

3

  

实验三  Unity3D常用开发技术应用

 

设计开发一个利用Unity3D常用开发技术中的天空盒、虚拟摇杆与按钮以及雾特效和水特效等技术的山地漫游项目

  

6

  

设计

  

（1）熟悉Unity3D常用开发技术；

 

（2）掌握Unity3D天空盒的创建及应用；

 

（3）掌握游戏开发过程第一人称角色控制器的应用；

 

（4）掌握游戏开发过程中虚拟摇杆和按钮的的应用；

 

（5）掌握Unity3D游戏开发过程中雾特效和水特效的应用。

  

必做

  

2、3

  

4

  

实验四 综合案例项目应用开发

 

利用Unity3D界面系统、物理引擎和动画系统等综合各种游戏开发常用技术，设计开发一个具有登录界面和两个场景及游戏失败、游戏胜利等界面并能完成一定任务的相对完整的游戏项目。

  

8

  

综合

  

（1）熟练掌握利用Unity3D的GUI或UGUI界面系统开发游戏的登录及菜单界面；

 

（2）熟练掌握游戏刚体的碰撞及碰撞检测的技术，实现对游戏中角色的碰撞检测；

 

（3）熟练掌握根据游戏项目的需要创建相应的地形场景，并能熟练地创建和导入利用其它的三维建模软件创建的游戏模型；

 

（4）熟练掌握Unity3D的小地图的制作，并能根据游戏项目需要，合理制作小地图；

 

（5）熟练运用C#编写脚本，实现游戏物体的各种交互操作以及计时、加分等功能。

  

必做

  

 1、2、3、4

 

六、课程思政建设

 

育人元素

  

切入点

  

实施路径

  

培养学生爱国精神和国际竞争意识，争取早日实现高性能游戏开发软件国产化。

  

Unity3D软件的概述

  

通过介绍Unity3D软件发展历史，引出目前我们使用的开发游戏软件工具几乎都是国外软件，国产几乎没有，容易受到外国“卡脖子”，所以要求同学们以后努力学习和研究争取早日实现开发出我们自己的高性能游戏开发引擎。

  

要求开发符合国家政策要求，引导用户积极向上，有利于青少年的健康快乐成长的游戏或虚拟现实等数字化产品。

  

地形系统

  

通过讲解创建有山有水有花草树木的美观漂亮的自然风光游戏场景，引出要求同学们今后开发游戏场景是要符合国家的有关规定，不要制作有血腥、暴力和迷信黑暗等元素的游戏场景，尽量使用阳光明媚，积极向上，有利于青少年健康快乐成长的游戏场景。另外通过讲解制作山地场景，引导学生要有服务地方的意识，尤其是山区建设的社会责任感。

  

培养学生严肃认真、一丝不苟的工作作风；具有追求真理、实事求是、勇于探究与实践的科学精神。

  

综合案例项目应用开发

  

通过上机实验的方式布置给同学们需要综合运用所学的课程知识以及通过查阅图书和探索网络知识才能开发出来的一个比较复杂的游戏案例项目来培养学生严肃认真、一丝不苟的工作作风；具有追求真理、实事求是、勇于探究与实践的科学精神。

 

七、课程考核及成绩评定

1．考核方式

考试

2．课程成绩

本课程成绩由平时成绩、期末综合作品成绩二部分构成：

平时成绩=考勤10%+平时作业30% +实验30%+平时小测试30%。

课程成绩=平时成绩50%+期末综合作品成绩50%。

八、课程资源

（一）教材：(列出书名、作者、出版社等)

 [1] 王霞,李文明,吴金主编．Unity3D游戏开发项目教程（第1版）[M]．成都：西南交通大学出版社，2019年．

（二）参考书：(列出书名、作者、出版社等)

[1]吴亚峰,与复兴,索依娜主编.《Unity3D游戏开发标准教程》，人民邮电出版社，2016年。

[2]路朝龙主编.《Unity3D游戏开发从入门到精通》，中国铁道出版社，2013年。

（三）网络资源：（本课程网址或主要网络资源链接）

                 http://study.lsu.edu.cn/

课程教学团队：王梅亮、王铭军、刘江

执笔：王梅亮       

审稿：陶燎亮       

审定：工学院教学委员会

                                                              制（修）订时间：2021年10月25日

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网址: Unity3D应用开发 http://www.hyxgl.com/newsview376380.html