摘要：战略类游戏依据其运行机制可划分为两类：回合制策略（SLG）与即时制策略（RTS）。SLG 类型的游戏模式类似于国际象棋，玩家或人机角色按顺序进行操作；而 RTS 则允许所有参与方在同一时间展开行动。此类游戏重视战术布局与实际操控能力，通常要求玩家从全局角度出发进行规划与决策。养成类游戏则侧重于主角的成长过程，需通过一系列任务、训练或互动逐步提升角色能力，以达成特定目标。本项目结合策略与养成两大元素，构建出具备逻辑深度的玩法体系，使剧情走向能够随玩家选择而变化。游戏以《模拟城市》为设计蓝本，采用 Unity3D 作为开发平台，并运用 C# 编程语言实现城市在开放场景中的建设与发展。整体架构包含两个核心界面：启动界面与主游戏界面。玩家需在推动城市扩张的同时，平衡经济收益与环境污染之间的关系，实现可持续发展。

关键词：策略；养成；Unity3D；C#

目录

• 第一章 前言 3
• 1.1 选题背景 3
• 1.2 选题意义 4
• 1.2.1 对用户的意义 4
• 1.2.2 对于技术推广的意义 4
• 1.2.3 对个人技术的意义 5
• 1.3 国内外研究现状 5
• 1.3.1 国内现状 5
• 1.3.2 国外现状 5
• 1.4 研究主要内容 6
• 1.4.1 研究方法及手段 6
• 1.4.2 研究内容 7
• 1.4.3 技术路线 7
• 1.5 需求分析 7
• 1.6 Unity3D 引擎的核心模块 7
• 1.7 Unity3D 引擎的开发框架 8
• 1.8 C#的介绍 9
• 1.9 确立开发环境 10
• 第二章 游戏开发整体结构设计 12
• 2.1 游戏框架结构关系及功能 12
• 2.2 游戏各级界面设计 13
• 第三章 游戏系统功能设计 15
• 3.1 游戏整体设计 15
• 3.2 游戏整体实现 15
• 3.2.1 3D 效果实现 15
• 3.2.2 关卡内容及操作逻辑 15
• 第四章 游戏系统功能实现 19
• 4.1 游戏设计逻辑 19
• 4.2 界面 20
• 4.3 玩家功能实现 23
• 4.3.1 摄像机控制 23
• 4.3.2 游戏中按钮的判定 23
• 4.3.3 游戏逻辑 24
• 4.3.3.3 游戏条件判断逻辑 26
• 4.3.4 数据保存及传输判定 27
• 4.3.5 建筑物建造判定 28
• 4.4 游戏测试 28
• 4.4.1 功能测试 29
• 4.4.2 可玩性及游戏逻辑测试 29
• 4.4.3 内存测试 30
• 4.4.4 响应时间测试 30
• 第五章 总结与展望 32
• 致谢 35
• 参考文献 36

第一章 前言

当前社会已步入高度娱乐化时代，电子游戏作为全球范围内广受欢迎的文化产业之一，其迅猛发展和广泛普及深刻影响着现代人的生活方式。伴随这一趋势，游戏开发技术不断进步，各类引擎相继涌现，为游戏创作提供了坚实的技术支撑。其中，Unity3D 引擎凭借其高效性与跨平台特性脱颖而出，成为众多开发者首选工具，催生了大量基于该平台的作品。

在此背景下，“基于 Unity3D 的策略养成类游戏设计与实现”作为毕业课题应运而生。尽管目前市场上主流玩家更倾向于 FPS、ACT、RPG、RTS、RAC 和 SPG 等类型的游戏，SIM（模拟）与 SLG（策略）类作品受众相对较少，但不可否认的是，这类游戏对逻辑思维能力和长远规划意识提出了更高要求，其思维复杂度普遍高于多数流行品类。

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本项目借鉴经典城市模拟游戏《SimCity》的设计理念，利用 Unity3D 实现了一个具备良好视觉表现与流畅操作体验的 3D 模拟经营类游戏。该游戏完全依赖鼠标操作，无需键盘介入，降低了上手门槛，同时保留了深层次的策略机制。作为一款典型的 3D 引擎应用案例，Unity3D 在处理此类交互时展现出强大的适配能力。整个系统强调简洁的操作方式与严密的逻辑架构相结合，适合 12 岁以上、具备基本社会认知与常识的玩家群体。在游戏中，用户将扮演“城市规划者”的角色，亲手打造并管理属于自己的都市，在实践中感受“上帝视角”般的掌控力与成就感。

1.1 选题背景

根据操作机制的不同，策略游戏主要可分为两种形式：回合制策略（SLG）与即时战略（RTS）。SLG 的玩法类似传统棋类，双方轮流执行动作，强调思考深度与步骤预判，在我国拥有较为稳定的玩家基础。诸如《大话西游》《轩辕剑》《天地劫》《三国志》等作品长期占据市场一席之地。而 RTS 类型则允许多方在同一时间动态操作，注重反应速度与资源调度能力。由 Westwood 工作室推出的《红色警戒》系列、暴雪出品的《魔兽争霸》《星际争霸》，以及微软开发的《帝国时代》系列，均为该领域的代表性佳作。

策略游戏的核心在于谋略与执行，讲究以智取胜，通常需要从宏观层面统筹资源分配与发展路径。相比之下，养成类游戏关注角色成长过程，通过完成任务、参与活动或接受训练等方式逐步提升主角能力，最终达成既定目标。典型代表如《口袋妖怪》《心跳回忆》《美少女梦工厂》等，重点在于角色培养与情境互动。

本课题所设计的游戏融合了策略与养成双重特性，不仅要求玩家具备清晰的逻辑推理能力，还能通过自身选择影响剧情走向与发展节奏，从而增强沉浸感与自由度。

2009年，Unity引擎的注册用户数已达到35,000人，并在当年成功跻身全球前五大游戏引擎行列。进入2010年，Unity开始支持Android平台，进一步扩大了其在全球范围内的影响力。到了2011年，该引擎陆续实现了对PS3和XBOX360平台的支持，标志着其跨平台体系的基本完善。如今，Unity 3D拥有庞大的用户群体，全球使用人数超过100万，其中约30%的用户每月都会活跃使用该工具。此外，全球已有超过1.25亿台设备安装了Unity 3D网络播放器。借助Unity 3D，个人开发者也能轻松制作属于自己的游戏；只要有足够的团队协作，就能开发出兼容多种平台的游戏作品。

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1.2 选题意义

1.2.1 对用户的意义

该游戏属于策略类游戏，核心目标在于提升玩家的逻辑思维能力。通过参与游戏，用户不仅能够获得娱乐体验，还能在潜移默化中增强自身的逻辑分析能力和工作效率。

1.2.2 对技术推广的意义

Unity引擎是一款集成了图形、音频、物理、网络等多种功能模块的综合性3D游戏开发套件，配备了一个高度集成且功能强大的编辑器。最初，它主要面向Mac、Windows和Linux系统进行开发支持。凭借出色的易用性和扩展性，Unity逐步拓展至iPhone、iPad、Wii以及Web平台的应用部署。该引擎采用Mono作为脚本运行环境，支持使用C#或类JavaScript语言编写脚本，这在当前主流游戏引擎中较为罕见（另一个典型例子是《第二人生》同样基于Mono与C#实现脚本系统）。Unity在实际应用中的广泛普及，也反过来推动了Mono技术的发展，特别是在模拟代码执行方面，使得托管代码更适配高性能游戏开发需求。

1.2.3 对个人技术发展的意义

本项目所开发的游戏将运行于PC平台，这一方向与本人四年来的学习研究重点保持一致。项目核心技术采用C#语言，正是目前Unity 3D开发中最主流的编程语言。通过本次系统设计实践，能够将所学知识融入具体项目开发中，从而加深对相关技术的理解与掌握，提升实际工程能力。

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国内研究现状

在国内，包括腾讯在内的多家企业已在Unity 3D领域展开布局并取得一定进展。尽管Unity 3D进入中国市场时间较短，整体仍处于发展阶段，但其前景十分广阔。例如，若未来能实现直接导出Flash格式文件的功能，则将进一步拓宽其应用场景。官方曾透露，Unity 3D 3.5版本将支持Flash输出，预示着良好的发展潜力。不过目前相关信息仍相对匮乏，资料多以英文为主，预计在未来两年内相关内容会更加丰富。

1.3.2 国外研究现状

截至目前，跨平台游戏已成为全球游戏产业的重要趋势，并占据了可观的市场份额，Unity 3D引擎也因此受到国际主流游戏厂商的高度关注。一方面，该引擎在游戏场景构建、图像渲染、脚本控制等方面表现出色，其视觉效果在某些层面已接近甚至媲美业内公认的顶尖引擎——虚幻3引擎。另一方面，Unity具备极强的跨平台兼容能力，可轻松实现同一款游戏在各大主流平台间的无缝运行，甚至支持跨平台联机对战。在短短数年内，全球已有数百款PC端游戏通过Unity 3D引擎完成开发；若计入网页端及iOS平台的作品，总数已接近数千。尤其值得注意的是，基于该引擎的移动端游戏呈现出爆发式增长态势，大量PC兼容游戏在过去几年中相继问世。

1.4 研究主要内容

1.4.1 研究方法及手段

1.4.1.1 用户需求分析

根据目标玩家的实际需求，制定初步的游戏开发计划，并撰写初始版需求分析文档。随后开发一个简易的游戏原型，结合用户反馈不断调整开发方案与需求说明，迭代优化原型内容，最终明确游戏所需实现的核心功能与界面设计风格。

1.4.1.2 调研法

参考当前市场上流行的同类游戏，在风格设定与内容架构方面汲取经验。评估现有游戏模式是否适用于本项目，若存在不合理之处，则探讨如何优化游戏结构以提升科学性与合理性。唯有通过充分调研，才能确保最终产品满足大多数用户的期望与偏好。

1.4.1.3 从单一目标到整体世界构建

在游戏设计过程中，首先独立完成各个对象及其对应脚本的开发。当单个元素的功能实现后，再逐步添加关联逻辑，将其整合进整个游戏世界中。通过这种由点到面、循序渐进的方式，使系统的逻辑结构日益严密，变量关系更加丰富。

1.4.1.4 注意事项

• 统一扩展编辑器：建立统一的资源处理流程与管道，提高开发效率。
• 照明与渲染处理：Unity引擎提供灯光强度调节、快速阴影生成等功能，能够突出光照特性与泛光效果。虽然其在材质中添加光影表现的能力较强，但也存在一定局限性，需针对性优化阴影渲染质量。
• 模型导入与脚本编写：通过导入三维模型，并利用脚本编辑器编写控制代码，逐段解析各代码块的功能与作用。
• 问题追踪与漏洞修复：记录开发过程中出现的问题与Bug，深入分析成因，并探索有效的解决方案。

1.4.2 研究内容

1.4.2.1 欢迎界面的建立

作为玩家进入游戏的第一个交互界面，欢迎界面的设计需兼顾美观性与功能性。通过Unity UI系统搭建主菜单框架，包含启动按钮、设置选项、退出功能等基本组件，并配合动画与音效提升用户体验感。该界面还需具备良好的响应性能，确保在不同分辨率设备上均能正常显示。

游戏启动后进入的欢迎界面采用经典的树形菜单结构，用户可在主页面中通过选项操作实现基本功能。主要功能项包含：开始游戏、重新启动游戏、查看游戏简介以及退出游戏等模块。

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1.4.3 技术实现路径

1. 利用 3DsMax 或 Maya 将建模完成的资源导出为 .FBX 或 .obj 格式文件，并通过拖拽方式导入至 Unity3D 引擎中完成模型加载。
2. 选用 C# 作为核心脚本语言，进行逻辑编写与组件关联，实现交互功能。
3. 依据初始菜单结构设计合理的世界架构，确保整体系统的协调性与可扩展性。

1.6 Unity3D 引擎核心功能模块

游戏对象模块：所有游戏内容均由游戏对象构成。无论是可见的按钮、场景元素，还是不可见的控制器，均属于游戏对象范畴。Unity3D 支持将独立的脚本挂载到任意对象上，赋予其特定行为。

事件处理模块：玩家在游戏中的每一个操作本质上都是触发一个事件。该模块负责响应这些输入行为，改变对象状态，推动游戏进程的发展，是实现人机交互的关键部分。

相机模块：作为3D游戏中重要的视觉载体，相机模块允许玩家从不同角度观察游戏世界。玩家可通过控制相机移动、旋转或切换视角来获得理想的观看体验。此模块同样由脚本驱动，支持开启、关闭及动态调整等功能，实现丰富的画面转换效果。

渲染模块：该模块虽抽象但至关重要，直接决定玩家所见画面的质量。它实时计算所有游戏对象的状态信息，并将最终图像输出至相机位置。其运行效率和呈现效果共同影响着游戏的流畅度与视觉表现力。出色的渲染能力往往成为吸引玩家的第一印象。

1.7 Unity3D 开发框架组成

一个完整的 Unity3D 游戏项目由场景（Scene）、游戏对象（GameObject）和组件（Component）三大部分构成。

场景（Scene）：指玩家在游戏中通过屏幕感知到的视听内容集合，包括天空、地形、建筑、水体、音效等元素。随着相机的移动或切换，玩家会接触到不同的场景画面。场景内元素的状态变化也会带来不同的视觉反馈。理论上，场景内容越丰富，视觉表现越强；但过多的对象会增加资源负载，影响加载速度与运行性能。因此，在开发过程中需根据实际需求合理控制场景复杂度。

游戏对象（GameObject）：从玩家视角来看，这是游戏中可被观察和操作的最小单元。每个对象都具备一系列属性，涵盖从外观贴图到后台渲染逻辑的各个方面。通过附加脚本，可使对象在不同状态间切换，从而实现多样化的互动机制。

游戏组件（Component）：组件是附加在游戏对象上的功能性模块，通常不可见。其本质是类的具体实例，用于为对象添加特定行为或属性。组件的存在意义在于控制游戏对象的行为，通过脚本调用修改其各项参数，达成人机交互目的。常见的组件类型包括：渲染类、音频类、导航类、网格类、物理系统类、特效类以及杂项工具类等。

1.5 功能需求分析

本游戏的核心目标在于构建一个具有高度真实感与逻辑自洽性的虚拟世界，优化程序结构，让玩家在沉浸式体验中实现心理放松与自我价值探索。通过参与游戏，玩家能够经历现实中难以实现的情境，获得替代性满足感。此外，由于各功能模块均以独立脚本形式存在，后期维护时可针对特定目标进行单独调试，无需重构整个系统，有效避免因局部修改引发全局问题，显著减少调试时间与开发成本，提升整体工作效率。

1.8 关于 C# 编程语言

在 Unity3D 引擎中，支持多种脚本语言，如 JavaScript、Boo 和 C#。然而，在商业级项目开发中，C# 因其稳定性与强大生态被广泛采用。因此，本项目亦选用 C# 作为主要开发语言。

C# 是由 Microsoft 设计的一种面向对象的高级编程语言，运行于 .NET 框架之上。得益于 .NET 平台的广泛应用基础，C# 能够快速构建各类应用程序，尤其适合在 Unity 环境下进行高效的游戏逻辑开发。

1.4.2.2 游戏世界网络构建

尽管游戏中每个目标拥有独立的脚本控制，但它们之间仍需建立有效的关联机制。为了增强世界的连贯性与真实性，必须设计一套合理且符合逻辑的整体脚本体系，确保各个对象之间的交互自然流畅，从而最大程度地提升虚拟环境的沉浸感。

C# 语言在设计上借鉴了多种主流编程语言的优点，融合了如 Java、VB、Pascal 等语言的特性，逐步发展成一种功能强大且结构清晰的现代编程语言。它不仅继承了 C 和 C++ 在语法结构上的严谨性，还在可用性和安全性方面进行了显著优化。与早期语言相比，C# 在面向对象的设计中表现尤为突出，适用于从底层系统应用到高层业务逻辑的各种开发场景。

作为一种基于 .NET 框架的语言，C# 被编译为中间语言（IL），类似于 Java 编译为字节码的过程。这种机制使得程序具备良好的跨组件兼容能力，并支持接口、继承等多种面向对象特性。同时，C# 深度集成了 Windows 平台的 COM 技术，具备类似 Delphi 的快速开发优势，提升了在微软生态系统中的适用性与效率。

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尽管 C# 在语法风格上与 Java 存在诸多相似之处，但其由 Microsoft 主导开发，依托 .NET 架构，在集成性和平台支持方面具有独特优势。当前，C# 已成为 .NET 平台首选的开发语言，并被广泛应用于 iOS、ECMS 等多个平台的标准规范之中。其简洁、稳定和安全的语言特性，加上微软持续的技术投入，使其在企业级开发和游戏开发领域占据重要地位。

对于熟悉 C/C++ 的开发者而言，转向 C# 的学习成本较低。由于保留了原有语法的核心结构，同时简化了内存管理、指针操作等复杂环节，避免了不必要的低级错误，实现了更高效率的编码体验。此外，C# 提供比 Java 更丰富的可选功能，在灵活性和扩展性上展现出更强的能力。

虽然 C# 相较于 Java 仍处于不断演进阶段，目前尚未完全取代 Java 的行业地位，但从发展趋势来看，它极有可能成长为被广泛接受的主流语言之一。特别是考虑到 Microsoft 作为全球领先的技术公司，推出 C# 本身即是一种技术实力的展示，也被业界视为对现有编程生态的一次有力回应。

凭借对 XML 网络服务的良好支持，C# 能够轻松实现不同系统间的通信与数据交换，便于构建分布式应用或互联网服务。无论是在本地操作系统还是跨语言环境中，都可以通过标准协议进行远程调用，体现出优异的互操作性和网络适应能力。

1.9 开发环境配置

• 计算机型号：X86 兼容 台式电脑
• 操作系统：Windows 10 旗舰版 64 位 SP1 (DirectX 11)
• 处理器：英特尔 第二代酷睿 i7-2550K @ 3.40GHz 四核
• 主板：华硕 P8P67 LE (英特尔 P67 芯片组)
• 内存：8 GB (金邦 DDR3 1333MHz)
• 主硬盘：希捷 ST2000DM001-1CH164 (2 TB / 7200 转/分)
• 显卡：Nvidia GeForce GTX 560 SE (1023 MB / 华硕)
• 显示器：飞利浦 PHL084A Philips 190CW (18.6 英寸)
• 光驱：华硕 DVD-E818A2 DVD 光驱
• 声卡：瑞昱 ALC892 @ 英特尔 6 Series Chipset 高保真音频
• 网卡：瑞昱 RTL8168E PCI-E Gigabit Ethernet NIC / 联想

软件环境：Unity3D 3.5.5, Autodesk 3ds Max 2010 32 位, Autodesk Maya 2010

第二章 游戏开发整体结构设计

2.1 游戏框架结构关系及功能

本游戏的整体架构包含三个主要界面：游戏开始界面、游戏介绍界面以及游戏主界面。通过整体结构图（图 2-1）可以清晰地了解各模块之间的跳转逻辑与功能分布。

启动时首先进入的是游戏开始界面，作为一级入口页面，提供四个核心操作按钮：“开始游戏”、“重新启动”、“播放简介”和“退出游戏”，方便用户快速选择下一步操作。

游戏介绍界面作为辅助说明页面，用于展示游戏的基本玩法、规则说明以及等级提升机制，帮助新玩家快速理解操作流程。

游戏主界面为二级操作界面，支持实时的游戏控制、分数显示、当前等级查看，并提供保存进度与退出功能，确保用户体验的完整性与便捷性。

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