解构Unity的腳本物件模型(unity脚本编写教程)

编辑：rootadmin

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Unity 是一个以 Mono 为基础的游戏开发环境，能同时支持三种脚本语言，包括 C#、Javascript 和 Boo (类&#; Python)。由于 Unity 的开发工具暂时只有 Mac 的版本 (年2月日更新: 现时已有Windows版本，而且有免费授权版，另外因为Unity iPhone版的出现使Unity的使用者大增)，所以暂时未能测试。但是它有很详细的文档，看上来很易用，所以就从文字上学习它的 Script 使用方式。跟据一些 Tutorial及参考手册，我用 Graphviz 画了一个 (我认为) 最核心的 UML 类图:

从这个类图我们可以理解它的结构，及如何把一些常用功能映射至这系统里，以下分节讨论。

GameObject 和 Component

Unity 的执行环境里，会有一个场境 (Scene)。这个场境包含一个 GameObject对象的层阶 (Hierarchy)。这个 GameObject类只是一个容器，本身没有其他功能。使用者需要为 GameObject加入各种 Component对象来定义它的行为，而不是透过继承 (inherit) GameObject来加入行为。一个对象可拥有多个 Component对象，但有一些 Component类别只可以在一个 GameObject中有一个实例 (instance)。

MonoBehavior

我最感兴趣的，是使用者如何自行定义行为来做出不同的 Gameplay。在 Unity中，程式员编写的 Script，其实也是 Component的一种，所有的 Script都会继承自 MonoBehavior类别。以下是一个简单例子:

把这个 Script加进一个 GameObject的话 (成为该 GameObject的一个 Component)，Runtime会在每帧呼叫 Update()，玩家就可以用上下左右键控制那个 GameObject在水平方向移动。。

Transform

每个能在三维空间里的 GameObject都会有 TransformComponent (未有详细看是否有一些 GameObject可以省郤 Transform，例如一个用来定义一个游戏任务的 GameObject)。Transform包括平移、旋转及缩放。之前的例子已用了 Transform Component，不过它其实是 Object类别的一个简写，这简写其实等同:

Component 的连结

在 Script Tutorial里的例子是写一个 Follow的行为，拥有这个 Component的 GameObject会自动追踪 (面对着)一个目标对象:

这个 Script暴露了一个 target变量 (应当作成员变量吧)，使用者可以把其他对象的变 assign至这个变量。这 assignment有两种方法实现，其一是利用 Unity的 GUI 工具把一个 Component 实例的变量 (如Transform) drag-and-drop至这个 Component实例的 target 变量，而另一个方法是写代码:

用代码就可以这样动态改变这些 Component之间的联结方式。或者另一个说法是，GUI工具是可以设定起始的联结，而 Script可以在执行期改变这些联结。

渲染

一个可被渲染的 GameObject需要有以几个 Components，以 Mesh为例:

1. MeshFilter:用来找出现时的 Mesh对象

2. MeshRenderer:用来渲染 Mesh 的 Component，会参考一个 Material对象

要注要 Mesh和 Material 对象并非 Component，它们是继承自 Object的。你可以动态改变它们。但由于它们不是 Component，所以可以被分享，例如多个 GameObject的 MeshRenderer都参考到同一个 Material。一个 Component实例只属于一个 GameObject (所以在 UML中我用黑色钻石表示 Composition)。而 Light和 Camera 则是 Component，这意未着可以简单的设定联结。

分析

Unity 的 Script对象模型是以 Component为基础的。透过把 Component实例加入 GameObject实例来组合不同功能的对象，而 Component实例之间可以建立联结。这种方式不需要透过继承 (inheritance)，而是透过聚合 (aggregation)加入对象的功能和行为。使用聚合的好处是不会产生复杂的继承层阶，亦可以动态改变聚合的结构 (例如在执行期加入或移除 Component)。有一些细节我暂时未清楚，例如多个 Component在一个 GameObject中的执行次序如何设定；联结会否有 cylic的问题等等。可能要拿到软件再试用才可以知道。

结语

Unity 的脚本系统给我的感觉是使用非常简单。透过很少的代码就能写一些行为，甚至把行为组合到对象中。但是，通常容易的东西都会有相对的缺点，例如在效能上或是 Scalability上。后者可能是一个很大的问题，当游戏规模扩大，Component和联结就会变成一个很复杂的 graph，由于连结是发生于执行期 (而非静态)，可能要作改动会变得困难。换句话说，就是改几十个类别容易，改它们的几千个实例就会很困难。软件设计世界里当然没有银子弹，每个方案都适合不同的情况。我认为 Unity 的一个设计目标是容易使用，就是像 Virtools之流，可以给没有程式底子的人做游戏，相对来说做比较复杂的项目可能会遇到许多问题。但参考一下总可以给予对事物新的观点，或分析另一个科案的优越之处。

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