Unity 3D 也称 Unity,是由 Unity Technologies 公司开发的跨平台专业游戏引擎,用户可以通过它轻松实现诸如 3D 游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容,然后一键部署到各种游戏平台上。
Unity 3D 是一款国际领先的专业游戏引擎,Unity 编辑器可以运行在 Windows 和 MacOS X 系统下,也可将开发的应用发布至 Windows、Mac、iPhone、WebGL(需要 HTML5)、Windows Phone 8 和 Android 等平台。甚至可以通过 Unity Web Player 插件发布网页游戏,支持 Mac 和 Windows 平台的网页浏览。所以 Unity 是一个全平台的专业游戏引擎。
目前市面上有很多优秀的商用游戏引擎和免费游戏引擎,其中最具代表性的商用游戏引擎有 Unreal Engine 4、Cry Engine、Havok Physics、Source Engine 等,这些商用游戏引擎一般价格昂贵,使得游戏开发成本大大增加。而 Unity 公司提供了任何人都可以轻松开发的优秀游戏引擎,使得开发人员不再顾虑价格。
Unity 3D 以其强大的跨平台特性与优秀的 3D 渲染效果而深受广大开发者的青睐,现在很多商业游戏及虚拟现实产品都采用 Unity 3D 引擎来开发。
1.1 Unity 3D的产品特色
Unity 3D 游戏开发引擎目前之所以被广泛应用,与其完善的技术以及丰富的个性化功能密不可分。下面对 Unity 3D 游戏开发引擎的特色进行阐述。
1)跨平台
游戏开发者可以通过不同的平台进行开发。游戏制作完成后,游戏无需任何修改即可直接一键发布到常用的主流平台上。
Unity 3D 游戏可发布的平台包括 Windows、Linux、MacOS X、iOS、Android、Xbox360、PS3 以及 Web 等。跨平台开发能够为游戏开发者节省大量时间,为开发者带来良好的开发体验。
2)资源管理
Unity 3D 支持几乎所有主流的三维格式,如 3ds Max、Maya、Blender 等,贴图材质自动转换为 U3D 格式,并能和大部分相关应用程序协调工作。在项目开发过程中,可以便捷地导入导出资源。
3)快速部署
Unity 3D 只需一键即可完成作品的多平台开发和部署,让开发者的作品在多平台呈现。
4)脚本开发
Unity 3D 集成了 MonoDeveloper 编译平台,支持 C#、JavaScript 和 Boo 3 种脚本语言,其中 C# 和 JavaScript 是在游戏开发中最常用的脚本语言。
5)地形编辑器
Unity 3D 内置强大的地形编辑系统,该系统可使游戏开发者实现游戏中任何复杂的地形,能够方便地创建游戏场景中所用到的各种地形。
6)物理特效
物理引擎是模拟牛顿力学模型的计算机程序,其中使用了质量、速度、摩擦力和空气阻力等变量。Unity 3D 内置 NVIDIA 的 PhysX 物理引擎,游戏开发者可以用高效、逼真、生动的方式复原和模拟真实世界中的物理效果,例如碰撞检测、弹簧效果、布料效果、重力效果等。
1.2 Unity 3D的发展历程
2004 年,Unity 3D 诞生于丹麦的阿姆斯特丹。
2005 年,发布了 Unity 1.0 版本,此版本只能应用于 Mac 平台,主要针对 Web 项目和 VR(虚拟现实)的开发。
2008 年,Unity3D 的公司名称正式更名为 Unity Technologies,推出 Windows 版本,并开始支持 iOS 和 Wii。
2009 年,Unity 2.6 独立版开始免费。
2010 年,Unity 3D 开始支持 Android,继续扩大影响力。
2011 年,开始支持 PS3 和 XBox360,此时全平台的构建完成。
2012 年,Unity Technologies 公司正式推出 Unity 4.0 版本,新加入对于 DirectX 11 的支持和 Mecanim 动画工具,以及为用户提供 Linux 及 Adobe Flash Player 的部署预览功能。
2013 年,Unity 3D 引擎覆盖了越来越多的国家,全球用户已经超过 150 万,Unity 4.0 引擎已经能够支持在包括 MacOS X、Android、iOS、Windows 等在内的 10 个平台上发布游戏。
2014 年,发布 Unity 4.6 版本,正式导入新的 UI 系统 “UGUI”。
2016 年,发布 Unity 5.4 版本,专注于新的视觉功能,为开发人员提供了最新的理想实验和原型功能模式,极大地提高了其在 VR 画面展现上的性能。
2017年,Unity从5.x 之后,就不采用数字命名规则了,而是采用年份来表示。从年份表示是从 2017 年开始的,例如 2017.1.x。
2021年,目前 Unity 版本已经更新到 2020.3.0。
Unity 针对不同的用户群体提供了多个不同的版本支持,这里所述的版本是从功能模块以及服务方面来区分的,分为个人版、专业版、加强版和 MARS。个人版是免费的,但是只能使用引擎核心的基础功能,适合开发者个人使用或者学习 Unity 的初学者;专业版适合企业团队和专业开发者的 Unity 版本,过去 12 个月整体财务规模达到 20 万美金以上的企业需购买 Unity Pro;加强版适合高要求的个人开发者及初步成立的小企业的 Unity 版本,过去 12 个月整体财务规模未达到 20 万美金以上的企业需购买 Unity Plus;使用 MARS 软件构建专业智能 AR 应用程序,包含专为 AR 设计的用户界面、智能现实世界识别、多平台开发框架等,测试时无需退出 Unity 编辑器。
1.3 Unity 3D的应用领域
Unity 3D 是目前主流的游戏开发引擎,尤其在 VR 设备中,Unity 3D 游戏开发引擎具有统治地位。
Unity 3D 是一套包括图形、声音、物理等功能的游戏引擎,支持主流3D软件格式,使用 C# 或 JavaScript 等高级语言实现脚本功能,使得开发者可以快速开发出具有高性能、高品质的游戏产品。现今比较热门的一些游戏都是利用 Unity 开发的,如《炉石传说》、《我叫MT2》等。
Unity 3D 行业前景广泛,在游戏开发、虚拟仿真、军事航空、建筑设计等多个行业得到广泛应用。
1)Unity 3D 在游戏中的应用
3D 游戏开发是 Unity 3D 引擎重要的应用方向之一,游戏发展至今,在保持实时性和交互性的同时,游戏的沉浸感也在不断提升。
2)Unity 3D 在虚拟仿真教育中的应用
Unity 3D 应用于虚拟仿真教育是教育技术发展的一个飞跃,其中最受关注的便是多人协同系统。多人协同系统利用虚拟现实技术和基于Unity的多人网络同步技术,提供多人在同一个虚拟现实场景中协同完成人机交互任务的解决方案,用户位置信息精确地呈现在同一个虚拟现实世界中,多人数据同步,即时互动感大大增强。
该系统突破了虚拟现实系统单人交互的局限,实现了多人、多视角、多线程完成人机交互工作任务,适用于多人协同完成的社交、教育、销售、汽车修理、辅助设计等过程。
3)Unity 3D 在军事与航天工业中的应用
模拟训练一直是军事与航天工业中的一个重要课题,这为 Unity 3D 提供了广阔的应用前景,各个国家早已开展利用 VR 开展军事模拟训练。
4)Unity 3D 在室内设计中的应用
Unity 3D 引擎可以作为一个演示媒体,实现虚拟室内设计效果。同样 Unity 3D 也可以作为一个设计工具,结合其三维立体的呈现方式,帮助设计者更加便捷地设计。
虚拟室内设计可以把设计者的构思变成看得见的虚拟物体和环境,使以往传统的设计模式提升到数字化的所见即所得的完美境界,大大提高了设计和规划的质量与效率。
虚拟室内设计应用 Unity 3D 引擎进行开发,设计者可以完全按照自己的构思去构建和装饰虚拟的房间,并可以任意变换自己在房间中的位置,去观察设计的效果,直到满意为止,既节约了时间,又节省了做模型的费用。
5)Unity 3D 在城市规划中的应用
城市规划一直是对全新的三维可视化技术需求最为迫切的领域之一,利用 Unity 3D 引擎可以进行虚拟城市规划,并带来切实且可观的利益。
展现规划方案时,虚拟现实系统的沉浸感和互动性不但能够给用户带来强烈、逼真的感官冲击,使用户获得身临其境的体验,还可以通过其数据接口在实时的虚拟环境中随时获取项目的数据资料,方便大型复杂工程项目的规划、设计、投标、报批、管理,有利于设计与管理人员对各种规划设计方案进行辅助设计与方案评审。
6)Unity 3D 在工业仿真中的应用
Unity 3D 引擎已经被世界上一些大型企业广泛地应用到工业仿真的各个环节。Unity 3D 引擎应用于工业仿真能够帮助企业提高开发效率,加强数据采集、分析、处理能力,减少决策失误,降低企业风险起到了重要的作用。
7)Unity 3D 在文物古迹展示、保护中的应用
Unity 3D 在文物古迹中的应用表现在将文物古迹实体通过影像数据采集手段建立三维实物或模型数据库,保存文物古迹原有的各种形式的数据和空间关系等重要资源,实现濒危文物古迹资源的科学、高精度和永久的保存。
其次,利用这些技术来提高文物修复的精度,预先判断、选取将要采用的保护手段,同时可以缩短修复工期。
通过计算机网络来整合统一大范围内的文物古迹资源,并且通过网络在大范围内利用虚拟技术更加全面、生动、逼真地展示文物古迹,从而使文物古迹脱离地域限制,实现资源共享,真正成为全人类可以拥有的文化遗产。利用 Unity 3D 引擎实现虚拟文物古迹仿真可以推动文博行业更快地进入信息时代,实现文物古迹展示和保护的现代化。