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目录

前言

游戏循环基本原理

常见游戏事件

即时模式GUI（IMGUI）

Entity-Component-System (ECS)概念

Model-View-Controller (MVC)概念

游戏概述

具体的游戏实现

模型部分（Model）

初始化model

初始化各种参数以及Table和List

视图部分（View）

控制部分（Controller）

判断是否将两张卡牌消去的主要逻辑实现

查找元素的个数以及返回所在位置

判断游戏是否结束

ECS（Entity Component System）的应用

结语

代码汇总

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前言

在这一篇博客中，我将介绍如何使用unity以及Entity-Component-System (ECS)和Model-View-Controller (MVC)概念来制作一个简单的2D游戏——记忆翻牌游戏。在这一个过程中，我们将会了解游戏循环的基本原理，掌握常见游戏事件的使用及其执行顺序，学会使用unity的简单操作与编程，掌握游戏世界的基本概念。同时还对ECS以及MVC概念有一定的深入了解。

游戏循环基本原理

游戏循环是指游戏引擎在每一帧中执行的一系列步骤，以更新游戏状态并呈现画面。下面是Unity游戏循环的基本原理：

1. 初始化阶段（Initialization Phase）：
    游戏引擎初始化：创建游戏窗口、图形设备的初始化等。
    场景加载：加载游戏场景、资源等。

2. 输入处理阶段（Input Phase）：
    处理输入：监听玩家的输入，例如键盘、鼠标、触摸屏等。
    更新输入状态：根据输入更新游戏中的相应状态，例如控制角色移动。

3. 更新阶段（Update Phase）：
    更新游戏状态：执行游戏逻辑、物理模拟、碰撞检测等。
    更新游戏对象：更新游戏中的各个对象的状态，例如移动、旋转、动画等。
    处理游戏事件：触发和处理游戏中的事件，例如触发特定条件下的事件回调。

4. 渲染阶段（Render Phase）：
    准备渲染：设置渲染目标、清除缓冲区等准备工作。
    渲染场景：将游戏对象的可视化表现绘制到屏幕上，包括几何形状、材质、光照等。
    后期处理：应用各种后期效果，例如颜色校正、模糊、阴影等。
    呈现画面：将渲染结果显示在屏幕上，完成一帧的渲染。

5. 循环重复：
    上述步骤会在每一帧中依次执行，形成游戏循环，不断更新游戏状态和渲染画面。

常见游戏事件

当了解了游戏循环的基本原理后，我们可以探讨一些常见的游戏事件以及它们的执行顺序。以下是一些常见的游戏事件及其执行顺序的概述：

1. Start（开始）事件：
    在游戏对象被激活或场景加载完成后触发。
    用于初始化游戏对象的状态、设置初始数值、获取引用等。
    只会在游戏对象的生命周期中执行一次。

2. Update（更新）事件：
    在每一帧的更新阶段执行。
    用于处理游戏逻辑、输入响应、移动、旋转等实时更新的操作。
    执行顺序从场景中的每个激活的游戏对象开始，按照它们在场景中的顺序依次执行。

3. FixedUpdate（固定更新）事件：
    在每一帧的物理更新阶段执行。
    用于处理物理模拟、碰撞检测等与物理相关的操作。
    时间间隔固定，不受帧率的影响，通常每秒执行几次（例如默认每秒执行 50 次）。

4. LateUpdate（延迟更新）事件：
    在 Update 事件之后执行。
    用于处理在 Update 事件中可能会影响到其他对象的操作。
    例如相机跟随、动画更新等需要在其他对象更新完毕后再执行的操作。

5. OnCollisionEnter（碰撞进入）事件：
    在游戏对象与其他对象发生碰撞时触发。
    用于处理碰撞事件的逻辑，例如触发游戏效果、播放音效等。

6. OnTriggerEnter（触发器进入）事件：
    在游戏对象进入触发器时触发。
    用于处理触发器事件的逻辑，例如触发任务、切换场景等。

7. OnGUI（绘制GUI）事件：
    在渲染阶段之后执行。
    用于绘制游戏界面、UI 元素等。

需要注意的是，不同的游戏事件在执行顺序上可能会有差异，具体取决于事件的类型和注册方式。例如，MonoBehaviour 中的事件会按照脚本的顺序进行执行，而物理事件则与物理引擎的更新步骤相关联。

即时模式GUI（IMGUI）

即时模式 GUI（IMGUI）是 Unity 引擎提供的一种简单而直接的图形用户界面（GUI）系统。IMGUI 允许你在游戏循环的 OnGUI 事件中直接编写代码来创建和更新用户界面元素。

IMGUI 是基于立即绘制的概念，每当 OnGUI 事件被触发时，GUI 元素将被立即绘制到屏幕上。IMGUI 使用一系列 GUI 函数来创建不同类型的控件，例如按钮、文本框、滑块等。你可以通过调用这些函数来设置控件的属性、处理用户输入和响应事件。

以下是使用 IMGUI 的基本示例：

using UnityEngine; public class MyGUI : MonoBehaviour { private string playerName = "Player"; private int score = 0; private void OnGUI() { // 创建一个标签显示玩家名称和分数 GUI.Label(new Rect(10, 10, 200, 20), "Player Name: " + playerName); GUI.Label(new Rect(10, 30, 200, 20), "Score: " + score); // 创建一个按钮，点击后增加分数 if (GUI.Button(new Rect(10, 60, 80, 20), "Add Score")) { score += 10; } // 创建一个文本框，用于输入玩家名称 playerName = GUI.TextField(new Rect(10, 90, 120, 20), playerName); } }

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需要注意的是，IMGUI 是一种立即绘制的方式，每一帧都会重新绘制所有的 GUI 元素，这可能会对性能产生一定影响。因此，对于复杂的 GUI 界面或需要频繁更新的情况，Unity 推荐使用新的 UI 系统（例如 Canvas 和 RectTransform）来构建用户界面。

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Entity-Component-System (ECS)概念

ECS（Entity Component System）是一种用于构建游戏和应用程序的软件架构模式。它的核心思想是将游戏对象（Entities）拆分为组件（Components）和系统（Systems），以提供更高效、可扩展和可维护的开发方式。

在传统的面向对象编程中，游戏对象通常是由一个包含各种属性和行为的单个类表示。但是，当游戏对象变得复杂时，这种设计模式可能导致类的膨胀和难以管理。ECS 通过分离数据和行为，提供了一种更灵活的开发方式。

以下是 ECS 的三个核心概念：

1. 实体（Entity）：
    实体代表游戏中的对象，可以是角色、敌人、道具等。
    实体本身只是一个标识符或唯一标识（ID），不包含任何数据或行为。

2. 组件（Component）：
    组件是实体的数据部分，用于描述实体的特性和属性。
    组件是纯数据，通常是结构体或类，只包含属性和数据，没有任何行为。
    一个实体可以拥有多个组件，不同的组件可以用于描述实体的不同方面，例如位置、渲染、碰撞等。

3. 系统（System）：
    系统是处理组件的行为部分，用于操作和处理具有特定组件集合的实体。
    系统根据组件的数据执行逻辑和操作，例如更新位置、渲染图形、处理碰撞等。
    系统是独立的，可以根据需要创建多个系统来处理不同类型的组件。

ECS 的核心思想是通过将实体解耦为组件和系统，使得系统可以高效地处理具有相同组件集合的实体，提高了性能和可扩展性。此外，ECS 还支持数据驱动的设计，使得开发者可以更容易地优化和并行化代码，以适应现代多核处理器的优势。

Model-View-Controller (MVC)概念

Model-View-Controller（MVC）是一种软件设计模式，用于组织和管理应用程序的结构和交互逻辑。它将应用程序划分为三个主要组件：模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）。每个组件具有不同的责任和功能，以实现分离关注点和提高代码的可维护性。

下面是 MVC 模式中各个组件的功能和职责：

1. 模型（Model）：
    模型代表应用程序的数据和业务逻辑。
    它负责管理数据的读取、存储、处理和验证。
    模型通常包含数据结构、数据库操作、业务规则和算法等。

2. 视图（View）：
    视图负责呈现模型中的数据给用户，并接收用户的输入。
    它通常是用户界面（UI）的一部分，例如图形界面、网页或命令行界面等。
    视图是对模型数据的可视化呈现，但本身不负责处理数据或逻辑。

3. 控制器（Controller）：
    控制器充当模型和视图之间的中介，负责协调它们之间的交互。
    它接收用户的输入或请求，并根据需要更新模型和视图。
    控制器处理用户事件、调用适当的模型操作，并更新响应的视图。

MVC 模式的核心思想是分离关注点，使每个组件专注于自己的任务。模型负责数据和业务逻辑，视图负责用户界面的呈现，而控制器负责处理用户输入和协调模型与视图之间的交互。

游戏概述

好啦，在前面各种基础知识的了解下，我们可以开始制作我们的2D小游戏啦。我们现在准备制作的游戏是记忆翻牌游戏，具体玩法是：开始游戏时，所有卡牌是不可以见到数字的，只有当我们点击的时候，卡牌才会翻转过来，即可以看到卡牌上的数字。当我们点击了两张卡牌翻转后，如果这两张卡牌上的数字不相等，那么卡牌会再次翻转过去；如果这两张卡牌上的数字相等，那么这两张卡牌就会消失。一直这样子不断点击，使得卡牌两两消去，直到所有卡牌被消去为止，即游戏结束，可以点击Restart重新开始游戏。

我们先来看一下这一个游戏的实现效果吧！

先来看一下我们的游戏界面：

这是我们的游戏展示链接：

记忆翻牌游戏

具体的游戏实现

模型部分（Model）

初始化model

讯享网 //1.模型Model部分 //初始化model private List<int> numbers; private int[,] table; private int line_column=6; private int[,] Is_Click; private bool CanClick=true;

numbers：这是一个List，用于存放可能在表格中出现的数字，同时为了实现数字之间的匹配从而实现消去。

table：这是一个2D整数数组，表示表格中每一个位置的数字。

line_column：表示这一个矩阵（表格）的行和列是多少，为了实现数字之间的两两消去，这一个变量应该为偶数。

Is_Click：这是一个2D整数数组，表示表格中的哪一个位置被点击，同时表示哪一个位置上的数字已经被消去。

CanClick：这是一个布尔值的变量，表示当点击的卡牌有两个时，将不能再点击其它卡牌，直到这两张卡牌再次翻转过去。

初始化各种参数以及Table和List

 //初始化各种参数以及List和Table void Init(){ //首先初始化table、List table=new int[line_column,line_column]; Is_Click=new int[line_column,line_column]; numbers=new List<int>(); //将数字初始化到list中 for(int i=1;i<=line_column*line_column/2;i++){ numbers.Add(i); numbers.Add(i); } //随机洗牌，将列表中的数据随机打乱 System.Random random = new System.Random(); for (int i = 0; i < numbers.Count - 1; i++){ int j = random.Next(i, numbers.Count); int temp = numbers[i]; numbers[i] = numbers[j]; numbers[j] = temp; } //将列表中的数据转换到表格中来 //同时将Is_Click的所有数据初始化为0 for(int i=0;i<line_column;i++){ for(int j=0;j<line_column;j++){ table[i,j]=numbers[i*line_column+j]; Is_Click[i,j]=0; } } }

我们需要初始化table、Is_Click以及numbers，首先赋值给numbers，然后将这一个List里面的数据进行随机打乱，最后再将这一个List的数字映射到table中，同时还需要将Is_Click的所有数据初始化为0。

视图部分（View）

讯享网 //2.视图View部分 void OnGUI(){ GUI.Box(new Rect(255,50,70*line_column,70*line_column),""); if(GUI.Button(new Rect(215+line_column/2*70,65+line_column*70,100,30),"Restart")){ Init(); } for(int i=0;i<line_column;i++){ for(int j=0;j<line_column;j++){ if(Is_Click[i,j]==0&&GUI.Button(new Rect(255+j*70,50+i*70,70,70),"")&&CanClick){ Is_Click[i,j]=1; StartCoroutine(Is_Fade_Away()); } else{ if(Is_Click[i,j]==1){ GUI.Button(new Rect(255+j*70,50+i*70,70,70),table[i,j].ToString()); } } } } if(GameOver()){ GUI.Box(new Rect(260,50,70*line_column,70*line_column),"\n\n\n\n\n\n\n\nCongratulations!\n"); } }

这是一个OnGUI的主函数，我们首先需要创建一个Box，然后在这一个Box中生成一个Button展示字符串“Restart！”，实现重新开始游戏的功能。随后开始生成line_column*line_column的矩阵，生成line_column*line_column个Button。然后开始进行逻辑判断，当点击该卡牌，同时Is_Click为0时，将这一个Is_Click的值赋为1，然后将所有Is_Click为1的卡牌翻转，展示数字。而当点击了两张卡牌后，就需要进行判断，这两张卡牌是否相等，如果相等，就将Is_Click的值赋为2，如果不相等，就将这两张卡牌所在的位置的Is_Click赋为0。最后，直到所有的卡牌对应的位置的Is_Click的值为2，即所有的卡牌都已经被消去了，那么游戏结束，打印“Congratulations！”。

控制部分（Controller）

判断是否将两张卡牌消去的主要逻辑实现

 //3.控制Components/Controller部分 //判断是否将两张卡牌消去的主要逻辑实现 IEnumerator Is_Fade_Away(){ CanClick=false; List<int> counts=Find_element(1); if(counts.Count==2){ int i_1=counts[0]/line_column; int j_1=counts[0]-i_1*line_column; int i_2=counts[1]/line_column; int j_2=counts[1]-i_2*line_column; if(table[i_1,j_1]==table[i_2,j_2]){ yield return new WaitForSeconds(0.5f); Is_Click[i_1,j_1]=2; Is_Click[i_2,j_2]=2; } else{ yield return new WaitForSeconds(0.5f); Is_Click[i_1,j_1]=0; Is_Click[i_2,j_2]=0; } } CanClick=true; }

判断卡牌是否消去，首先需要获取Is_Click中值为1的元素的位置，然后判断为1的元素有多少个，如果只有1个1，将不做处理，如果有2个1，那么将进行判断这两个位置上的数字是否相等。如果相等，就将Is_Click的值赋为2；如果不相等，就将Is_Click的值重新赋为0。同时注意到，为了限制在只能点击两张卡牌，即只能同时看到两张卡牌的数字，我们在进入到这一个函数的时候将CanClick设为了false，然后在退出这一个函数的时候将CanClick设为了true。同时，为了实现当两张卡牌不等时，为了增加记忆时间，我们将使用协程的方法使得函数在这里等待0.5秒的时间。

查找元素的个数以及返回所在位置

讯享网 //查找Is_Click里面值为1的元素有多少个，将位置返回 List<int> Find_element(int element){ List<int> counts=new List<int>(); for(int i=0;i<line_column;i++){ for(int j=0;j<line_column;j++){ if(Is_Click[i,j]==element){ counts.Add(i*line_column+j); } } } return counts; }

这个函数用于查找在Is_Click中有多少个1以及返回每一个1所在的位置，我们将这些所在位置存在一个List中，并且将这一个List作为返回值返回。

判断游戏是否结束

 //判断游戏是否结束 bool GameOver(){ bool temp=true; for(int i=0;i<line_column;i++){ for(int j=0;j<line_column;j++){ if(Is_Click[i,j]!=2){ temp=false; break; } } } return temp; }

当且仅当Is_Click里面的所有数据都是2时才会结束游戏，就算有一个不为2也会是返回false。

ECS（Entity Component System）的应用

虽然上述代码中没有明确实现ECS模式，但我们可以考虑如何将它引入游戏中。例如，我们可以创建一个Card组件，其中包含卡片的值、状态等信息，然后编写系统来处理卡片的翻转和匹配。这样，我们可以更好地分离游戏逻辑和数据。

结语

以上就是我们使用unity以及结合ECS和MVC概念制作而成的一个2D小游戏，其中MVC的三个部分明确详细，并且相互制约，相互联系。通过这一个小游戏，我们可以更加清晰地学会了ECS以及MVC概念的具体含义以及应用，也对于入门unity有了更加深刻的理解和帮助。那么，就让我们一起动起手来，使用unity制作一个属于你们的游戏吧！

代码汇总

讯享网using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class ConcerationGame : MonoBehaviour { //1.模型Model部分 //初始化model private List<int> numbers; private int[,] table; private int line_column=6; private int[,] Is_Click; private bool CanClick=true; // Start is called before the first frame update void Start() { Init(); } //初始化各种参数以及List和Table void Init(){ //首先初始化table、List table=new int[line_column,line_column]; Is_Click=new int[line_column,line_column]; numbers=new List<int>(); //将数字初始化到list中 for(int i=1;i<=line_column*line_column/2;i++){ numbers.Add(i); numbers.Add(i); } //随机洗牌，将列表中的数据随机打乱 System.Random random = new System.Random(); for (int i = 0; i < numbers.Count - 1; i++){ int j = random.Next(i, numbers.Count); int temp = numbers[i]; numbers[i] = numbers[j]; numbers[j] = temp; } //将列表中的数据转换到表格中来 //同时将Is_Click的所有数据初始化为0 for(int i=0;i<line_column;i++){ for(int j=0;j<line_column;j++){ table[i,j]=numbers[i*line_column+j]; Is_Click[i,j]=0; } } } //2.视图View部分 void OnGUI(){ GUI.Box(new Rect(255,50,70*line_column,70*line_column),""); if(GUI.Button(new Rect(215+line_column/2*70,65+line_column*70,100,30),"Restart")){ Init(); } for(int i=0;i<line_column;i++){ for(int j=0;j<line_column;j++){ if(Is_Click[i,j]==0&&GUI.Button(new Rect(255+j*70,50+i*70,70,70),"")&&CanClick){ Is_Click[i,j]=1; StartCoroutine(Is_Fade_Away()); } else{ if(Is_Click[i,j]==1){ GUI.Button(new Rect(255+j*70,50+i*70,70,70),table[i,j].ToString()); } } } } if(GameOver()){ GUI.Box(new Rect(260,50,70*line_column,70*line_column),"\n\n\n\n\n\n\n\nCongratulations!\n"); } } //3.控制Components/Controller部分 //判断是否将两张卡牌消去的主要逻辑实现 IEnumerator Is_Fade_Away(){ CanClick=false; List<int> counts=Find_element(1); if(counts.Count==2){ int i_1=counts[0]/line_column; int j_1=counts[0]-i_1*line_column; int i_2=counts[1]/line_column; int j_2=counts[1]-i_2*line_column; if(table[i_1,j_1]==table[i_2,j_2]){ yield return new WaitForSeconds(0.5f); Is_Click[i_1,j_1]=2; Is_Click[i_2,j_2]=2; } else{ yield return new WaitForSeconds(0.5f); Is_Click[i_1,j_1]=0; Is_Click[i_2,j_2]=0; } } CanClick=true; } //查找Is_Click里面值为1的元素有多少个，将位置返回 List<int> Find_element(int element){ List<int> counts=new List<int>(); for(int i=0;i<line_column;i++){ for(int j=0;j<line_column;j++){ if(Is_Click[i,j]==element){ counts.Add(i*line_column+j); } } } return counts; } //判断游戏是否结束 bool GameOver(){ bool temp=true; for(int i=0;i<line_column;i++){ for(int j=0;j<line_column;j++){ if(Is_Click[i,j]!=2){ temp=false; break; } } } return temp; } }