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Unity 基础知识

核心概念

GameObject

GameObject 是 Unity 中的基本构建单元。场景中的每个对象——角色、道具、景物、摄像机、灯光——都是一个 GameObject。GameObject 是容器：它们无法独立运行，必须借助 组件 才能获得功能。每个 GameObject 都会自动包含一个无法移除的 Transform 组件。

组件

组件是每个 GameObject 的功能部件。Unity 采用 组合优于继承 的架构：通过将多个组件附加到 GameObject 上来构建行为，而不是继承深层类层次结构。每个 GameObject 必须且只能有一个 Transform 组件。其他组件（Rigidbody、Collider、MeshRenderer、自定义 MonoBehaviour）则决定对象的功能。

文档中的限制：

• 组件必须位于与目标 GameObject 相同的项目中
• 组件不能来自其他项目、未附加的脚本或未安装的软件包

Transform

Transform 组件用于存储 位置、旋转 和 缩放——这些值相对于父对象（局部坐标）或世界原点（世界坐标）。文档中的要点：

• 子 Transform 显示相对于父对象的值
• 根 GameObject（没有父对象）显示世界坐标
• 物理引擎假设 1 个单位 = 1 米
• 添加子对象前，将父对象的位置设为 (0,0,0)，使局部坐标与全局坐标一致
• 避免在运行时调整 Transform 的 Scale；应让模型资源保持实际尺寸。不均匀缩放会导致 Collider、Light 和 Audio Source 出现问题

场景

场景是包含游戏或应用全部或部分内容的资源。新建场景默认包含一个 Camera 和一个方向光。项目可以使用单个场景，也可以使用多个场景（例如，每个关卡使用一个场景）。场景模板可用作创建新场景的蓝图。

Prefab

Prefab 是可复用的资源模板，用于存储完整的 GameObject 配置（所有组件、属性值和子 GameObject）。主要功能：

• 嵌套 Prefab：在其他 Prefab 中包含 Prefab 实例
• Prefab 变体：创建预定义变体，同时保留与基础 Prefab 的关联
• 覆盖项：修改特定实例上的组件或数据，而不影响模板
• 解包：将 Prefab 实例转换回独立的 GameObject

ScriptableObject

ScriptableObject 是一种可序列化的 Unity 类型，派生自 UnityEngine.Object，可作为独立于 GameObject 的数据容器。与 MonoBehaviour 不同，ScriptableObject 以项目级 .asset 文件的形式存在。主要用途：

• 共享数据容器（通过引用一个资源，而不是在多个 Prefab 中重复数据，从而减少内存占用）
• 编辑器工具的基础（EditorTool、EditorWindow 派生自 ScriptableObject）
• 运行时配置存储

重要：Unity 不会自动保存通过脚本在编辑模式下对 ScriptableObject 所做的更改。修改后必须调用 EditorUtility.SetDirty()。

标签

标签是分配给 GameObject 的引用标识符，供脚本使用。每个 GameObject 只能有一个标签，但多个 GameObject 可以使用同一个标签。内置标签：Untagged、Respawn、Finish、EditorOnly、MainCamera、Player、GameController。

• MainCamera：编辑器会缓存这些对象；Camera.main 返回第一个有效结果
• EditorOnly：构建时会销毁带有此标签的 GameObject
• 标签创建后无法重命名

图层

图层可将 GameObject 分开，以便进行选择性处理，包括摄像机渲染、灯光、物理碰撞和自定义代码逻辑。Unity 最多支持 32 个图层。LayerMask 用于定义 API 调用会与哪些图层交互。

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常见模式

创建和访问组件

using UnityEngine;

public class ComponentAccess : MonoBehaviour
{
    void Start()
    {
        // Get a component on this GameObject
        Rigidbody rb = GetComponent<Rigidbody>();

        // Get a component on a child GameObject
        Collider childCollider = GetComponentInChildren<Collider>();

        // Get all components of a type on this and children
        MeshRenderer[] renderers = GetComponentsInChildren<MeshRenderer>();

        // Add a component at runtime
        BoxCollider box = gameObject.AddComponent<BoxCollider>();

        // Remove a component (destroys it)
        Destroy(box);
    }
}

查找 GameObject

using UnityEngine;

public class FindingObjects : MonoBehaviour
{
    void Start()
    {
        // Find by tag (returns first match)
        GameObject player = GameObject.FindWithTag("Player");

        // Find all with tag
        GameObject[] enemies = GameObject.FindGameObjectsWithTag("Enemy");

        // Find by name (slow -- avoid in Update)
        GameObject manager = GameObject.Find("GameManager");

        // Compare tags efficiently (no GC allocation)
        if (gameObject.CompareTag("Player"))
        {
            Debug.Log("This is the player");
        }
    }
}

实例化 Prefab

摘自 Unity 文档示例：

using UnityEngine;

public class InstantiationExample : MonoBehaviour
{
    // Reference to the prefab. Drag a prefab into this field in the Inspector.
    public GameObject myPrefab;

    void Start()
    {
        // Instantiate at position (0, 0, 0) and zero rotation.
        Instantiate(myPrefab, new Vector3(0, 0, 0), Quaternion.identity);
    }
}

使用父级变换实例化

using UnityEngine;

public class SpawnWithParent : MonoBehaviour
{
    public GameObject prefab;
    public Transform parentTransform;

    void SpawnChild()
    {
        // Instantiate as child of a parent transform
        GameObject instance = Instantiate(prefab, parentTransform);

        // Instantiate at specific world position under a parent
        GameObject positioned = Instantiate(
            prefab,
            new Vector3(5, 0, 0),
            Quaternion.identity,
            parentTransform
        );
    }
}

ScriptableObject 数据容器

摘自 Unity 文档：

using UnityEngine;

[CreateAssetMenu(fileName = "Data", menuName = "ScriptableObjects/SpawnData", order = 1)]
public class SpawnDataScriptableObject : ScriptableObject
{
    public GameObject prefab;
    public int count;
    public Vector3[] positions;
}

using UnityEngine;

public class SpawnManager : MonoBehaviour
{
    public SpawnDataScriptableObject spawnData;

    void Start()
    {
        for (int i = 0; i < spawnData.count; i++)
        {
            Instantiate(spawnData.prefab, spawnData.positions[i], Quaternion.identity);
        }
    }
}

场景管理

using UnityEngine;
using UnityEngine.SceneManagement;

public class SceneLoader : MonoBehaviour
{
    void Start()
    {
        // Subscribe to scene loaded event
        SceneManager.sceneLoaded += OnSceneLoaded;
    }

    void OnSceneLoaded(Scene scene, LoadSceneMode mode)
    {
        Debug.Log("Loaded: " + scene.name);
    }

    public void LoadLevel(string sceneName)
    {
        // Load scene by name (replaces current)
        SceneManager.LoadScene(sceneName);
    }

    public void LoadAdditive(string sceneName)
    {
        // Load scene additively (keeps current scenes)
        SceneManager.LoadSceneAsync(sceneName, LoadSceneMode.Additive);
    }

    public void UnloadLevel(string sceneName)
    {
        SceneManager.UnloadSceneAsync(sceneName);
    }

    public void GetSceneInfo()
    {
        Scene active = SceneManager.GetActiveScene();
        Debug.Log("Active scene: " + active.name);
        Debug.Log("Loaded scene count: " + SceneManager.loadedSceneCount);
    }
}

基于标签生成对象

摘自 Unity 文档示例：

using UnityEngine;

public class RespawnSystem : MonoBehaviour
{
    public GameObject respawnPrefab;
    private GameObject respawn;

    void Update()
    {
        if (respawn == null)
            respawn = GameObject.FindWithTag("Respawn");

        if (respawn != null)
        {
            Instantiate(respawnPrefab, respawn.transform.position,
                respawn.transform.rotation);
        }
    }
}

激活和停用 GameObject

using UnityEngine;

public class ToggleVisibility : MonoBehaviour
{
    public GameObject target;

    public void Toggle()
    {
        // SetActive controls whether the GameObject is active
        target.SetActive(!target.activeSelf);

        // activeSelf: this object's own active state
        // activeInHierarchy: effective state (considers parent chain)
        Debug.Log("Self: " + target.activeSelf);
        Debug.Log("InHierarchy: " + target.activeInHierarchy);
    }
}

用于射线检测的层遮罩

using UnityEngine;

public class LayerRaycast : MonoBehaviour
{
    void Update()
    {
        // Create a layer mask for layer named "Ground"
        int groundLayer = LayerMask.NameToLayer("Ground");
        int layerMask = 1 << groundLayer;

        // Raycast only against the Ground layer
        if (Physics.Raycast(transform.position, Vector3.down, out RaycastHit hit, 100f, layerMask))
        {
            Debug.Log("Hit ground at: " + hit.point);
        }

        // Use GetMask for multiple layers
        int combinedMask = LayerMask.GetMask("Ground", "Water");
        Physics.Raycast(transform.position, Vector3.forward, 50f, combinedMask);
    }
}

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反模式

1. 在 Update 中使用 GameObject.Find

// BAD: Find is expensive -- runs every frame with string lookup
void Update()
{
    GameObject player = GameObject.Find("Player"); // Avoid!
}

// GOOD: Cache the reference
private GameObject player;
void Start()
{
    player = GameObject.FindWithTag("Player");
}

2. 非均匀 Transform 缩放

摘自文档：“不要在 Transform 组件中调整 GameObject 的 Scale。”非均匀缩放（例如 2、4、2）会导致：

• Collider、Light、Audio Source 的行为异常
• 旋转后的子对象显示歪斜
• 实例化缩放对象时性能下降

应按现实尺寸制作模型资源。

3. 在 Prefab 中重复数据，而不是使用 ScriptableObject

// BAD: Every prefab instance duplicates this data
public class EnemyStats : MonoBehaviour
{
    public int health = 100;
    public float speed = 5f;
    public string enemyName = "Goblin";
}

// GOOD: Use a ScriptableObject -- one asset, many references
[CreateAssetMenu(menuName = "ScriptableObjects/EnemyConfig")]
public class EnemyConfig : ScriptableObject
{
    public int health = 100;
    public float speed = 5f;
    public string enemyName = "Goblin";
}

public class Enemy : MonoBehaviour
{
    public EnemyConfig config; // All instances share the same asset
}

4. 修改 ScriptableObject 后忘记调用 EditorUtility.SetDirty

// BAD: Changes in Edit mode won't persist
settings.value += 10;

// GOOD: Mark asset dirty so Unity saves it
settings.value += 10;
EditorUtility.SetDirty(settings);

5. 基于字符串比较标签

// BAD: Allocates a new string for comparison (GC pressure)
if (gameObject.tag == "Player") { }

// GOOD: CompareTag avoids allocation
if (gameObject.CompareTag("Player")) { }

6. 忽略父子 Transform 关系

添加子对象前，将父对象的位置设为 (0,0,0)。否则子对象的局部坐标将与全局坐标不一致，导致对象定位时产生困惑。

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关键 API 快速参考

API	描述	备注
GetComponent<T>()	获取同一 GameObject 上的组件	找不到时返回 null
GetComponentInChildren<T>()	获取自身或子对象上的组件	按深度优先顺序搜索
GetComponentsInChildren<T>()	获取层级结构中所有匹配的组件	返回数组
AddComponent<T>()	在运行时添加新组件	返回新组件
Destroy(obj)	销毁 GameObject 或 Component	延迟到帧结束时执行
Instantiate(prefab, pos, rot)	在指定位置和旋转角度克隆 Prefab	返回克隆对象
GameObject.FindWithTag(tag)	查找第一个处于激活状态且带有指定标签的 GO	没有匹配项时返回 null
GameObject.FindGameObjectsWithTag(tag)	查找所有处于激活状态且带有指定标签的 GO	返回数组
GameObject.Find(name)	按名称查找（开销较大）	避免在 Update 循环中使用
gameObject.SetActive(bool)	激活或停用	禁用所有组件
gameObject.CompareTag(tag)	比较标签且不产生 GC 分配	优于 == tag
SceneManager.LoadScene(name)	加载场景（替换当前场景）	必须包含在 Build Settings 中
SceneManager.LoadSceneAsync(name, mode)	异步加载场景	Additive 或 Single 模式
SceneManager.UnloadSceneAsync(name)	卸载已加载的场景	返回 AsyncOperation
SceneManager.GetActiveScene()	获取当前活动场景	返回 Scene 结构体
LayerMask.NameToLayer(name)	根据名称获取层索引	返回 int
LayerMask.GetMask(names)	根据层名称获取组合遮罩	参数为字符串数组
Camera.main	获取带有 MainCamera 标签的摄像机	由 Unity 缓存

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相关技能

• unity-scripting -- C# 脚本模式、MonoBehaviour 生命周期、协程、事件
• unity-physics -- Rigidbody、Collider、物理层、射线检测、触发器
• unity-editor-tools -- 自定义检查器、编辑器窗口、Gizmo、构建流水线

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Additional Resources

• GameObjects
• Components
• Transform
• Prefabs
• Scenes
• ScriptableObject
• Tags
• Layers
• Execution Order
• SceneManager API