Unity教程 如何实现3D立方体堆叠

本教程旨在为刚接触Unity的初学者详细讲解如何在Unity中实现3D立方体的堆叠。我们将利用一个或多个预制件动态创建立方体进行拼接，并为这些立方体赋予不同的颜色。

示例工程版本

示例工程使用Unity 5.3.1f1。

第一步：创建UI

1. 新建工程与文件夹

打开Unity编辑器，新建一个3D工程，并将其命名为“Cubes Galore”。接着，在项目中新建三个文件夹，分别命名为“Prefabs”、“Scripts”和“Materials”。

2. 创建材质

新建5种不同颜色的材质，用于为立方体添加颜色。你既可以使用示例工程中的材质，也可以自行创建。

3. 创建并处理立方体

• 在场景中添加立方体，依次点击菜单项“GameObject” – “3D Object” – “Cube”新建立方体。
• 在层级视图中选中新建的“Cube”，按“Ctrl/Cmd + D”复制4个立方体。
• 为这5个立方体分别使用对应的5个不同颜色的材质。然后，将它们从层级视图拖拽至项目视图的“Prefabs”文件夹下，保存为预制件后，从层级视图删除它们。

4. 创建空对象与脚本

• 新建一个空的“Game Object”，并将其命名为“Controller”。
• 在“Scripts”文件夹下新建一个C#脚本，命名为“CubeController”，然后将“CubeController”脚本绑定到“Controller”对象上。

至此，第一步最基础的部分完成。

第二步：算法1

此步骤将介绍如何利用单个预制件生成多个立方体对象，并形成一个方块。在这个过程中，需要计算新生成的各个立方体的位置，这会涉及到一些几何知识。

1. 设置坐标范围

将方块的Y坐标设为0，暂时不改变各个立方体的高度。X坐标范围设为从 -3 到 2，长度为 5，深度值也一样，所以Z坐标范围设为 0 到 5。在“CubeController”脚本中加入以下代码：

// 代码示例，根据实际情况补充完整
for (int x = -3; x <= 2; x++)
{
for (int z = 0; z < 5; z++)
{
// 生成立方体的代码
}
}

代码变量命名直接使用“x”、“z”，以便于理解。然后在“Controller”对象下加入一个立方体预制件。

2. 调整相机视角

改变相机视角以看到完整的方块，将相机的Y坐标值改为 6，将旋转的X值设为 30。

3. 调整立方体间隙

调整代码如下，让立方体之间有些间隙：

for (int x = -3; x <= 2; x += 1.08f)
{
for (int z = 0; z < 5; z += 1.08f)
{
// 生成立方体的代码
}
}

将循环的增量从 1 改为 1.08，为立方体之间留出空隙，此时可以清晰地看到各个小方块。

第三步：使用多个预制件

利用步骤一中新建的5个立方体预制件，使用不同颜色的立方体来生成方块，修改脚本代码如下：

// 代码示例，根据实际情况补充完整
List<GameObject> cubePrefabs = new List<GameObject>();
// 初始化 cubePrefabs 列表，添加5个预制件

for (int x = -3; x <= 2; x += 1.08f)
{
for (int z = 0; z < 5; z += 1.08f)
{
int randomIndex = Random.Range(0, cubePrefabs.Count);
GameObject cube = Instantiate(cubePrefabs[randomIndex], new Vector3(x, 0, z), Quaternion.identity);
}
}

这里使用“Random”随机算法从立方体列表中随机选择，以生成不同颜色的小方块。虽然还有很多种办法来实现上述的随机效果，但这种方式非常简单而直观。

第四步：制作3D魔方

该步骤使用现有代码来创建一个3D立方，只需在当前基础上再添加Y轴上的循环，Y值范围从 0 到 5，这样就能生成一个 5x5x5 的立方体。代码如下：

// 代码示例，根据实际情况补充完整
for (int y = 0; y < 5; y++)
{
for (int x = -3; x <= 2; x += 1.08f)
{
for (int z = 0; z < 5; z += 1.08f)
{
int randomIndex = Random.Range(0, cubePrefabs.Count);
GameObject cube = Instantiate(cubePrefabs[randomIndex], new Vector3(x, y, z), Quaternion.identity);
}
}
}

这里只是再次添加了一层循环，利用3次嵌套循环来生成立方体，没有其它变化。

第五步：随机立方体变量

该步骤将新建“Controller”脚本，来实现一些与“CubeController”脚本不同的功能。这里不再使用固定的“x”、“y”、“z”值来生成固定数量的立方体，而是可以在编辑器中修改这些值。这样无需更改代码，就可以在编辑器运行模式下查看不同的结果。

1. 声明变量

public GameObject CubePrefab;
public int GridSize;

第一个“CubePrefab”变量就是“CubeController”脚本中的预制件，仅使用一个预制件动态改变颜色。“GridSize”是生成立方体在三个维度上的数量，可以在编辑器中指定不同的值。

2. 创建方法

void CreateCubeGrid()
{
for (int y = 0; y < GridSize; y++)
{
for (int x = 0; x < GridSize; x++)
{
for (int z = 0; z < GridSize; z++)
{
GameObject cube = Instantiate(CubePrefab, new Vector3(x, y, z), Quaternion.identity);
Renderer renderer = cube.GetComponent<Renderer>();
Color randomColor = new Color(Random.value, Random.value, Random.value);
renderer.material.color = randomColor;
}
}
}
}

“CreateCubeGrid”方法用于创建立方体，三次循环的次数取决于编辑器中“GridSize”的值，每次增量为 1。在循环中，创建临时变量“cube”用于生成立方体，利用“Quaternion.Identity”保证所有立方体的旋转与预制件保持一致。临时变量“renderer”用于为立方体随机赋予材质以显示不同的颜色，然后创建三个颜色分量，使用随机数生成不同的颜色。

总结

这是一篇面向Unity初学者的简单教程，可以帮助新手们很好地理解Unity中的“Game Object”、组件、脚本及材质等概念。大家可以发挥想象力，利用一些几何变换，将小立方体玩成虚拟乐高积木，拼出楼梯或城堡等建筑。赶紧动手做起来吧！