基于unity3D的密室逃脫游戲設計與開發

李浩

【摘要】 ?虛擬現實技術是一個融合多個領域的開發技術，受到廣泛的好評，尤其近幾迅猛的發展，該技術開始應用在游戲設計中。隨著人們對游戲的熱愛，很多真人版的游戲被開發成虛擬游戲，密室逃脫就是一個典型的例子。本文基于虛擬現實技術，利用unity 3D引擎和相關插件實現了密室逃脫游戲的設計和開發。通過對游戲的控制、場景設計和地圖設置實現了虛擬實現密室逃脫游戲設計，最大限度的解決了游戲開發的局限性，提高了游戲的代入感、娛樂性和體驗感。游戲氛圍上采用寫實的設計方法，更加注重游戲氛圍的烘托，在游戲的操控上，根據日常行為習慣設計游戲的操控界面，具有操作界面簡潔的特點，提高密室逃脫游戲玩家的用戶體驗和界面友好度。

【關鍵詞】 ?unity 3D 密室逃脫 游戲設計

Abstract：Virtual reality technology is a development technology that integrates multiple fields， and has received wide acclaim， especially in recent rapid development. The technology has been applied in game design. With people's love of games， many live-action games have been developed into virtual games， and room escape is a typical example. Based on virtual reality technology， this paper uses the unity 3D engine and related plug-ins to realize the design and development of the room escape game. Through the control of the game， scene design and map setting， the virtual realization of the escape room game design is realized， which minimizes the limitations of the game development and improves the sense of substitution， entertainment and experience of the game. The game atmosphere uses a realistic design method， paying more attention to the game atmosphere. In the game control， the game's control interface is designed according to daily behavior habits. It has the characteristics of simple operation interface， and improves the user experience and user-friendliness of the room escape game player. degree.

Keywords：Unity 3D; room escape; game design

【中圖分類號】 ?G642 ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】 ?A ? 【文章編號】 ?1992-7711（2019）07-163-04

1. ?引言

長期以來，人們都在現實中感受生活，體驗生活。但是隨著科技的發展，人們不滿足于現實存在的世界，而是渴望有一個看不見的虛擬環境。人們更加渴望通過感官體驗這些虛擬的東西，因此，人類一直致力于能夠將想想的現象通過某種方式構建出來，隨之出現了虛擬現實技術。通過該技術能夠利用科技的手段將人類的想法變成現實，將創造和體驗結合，讓人有身臨其境的感覺。隨著虛擬現實技術的不斷發展，也隨之誕生了一些新的物理引擎，其中，Unity 3D引擎就是虛擬環境模擬和開發的重要手段之一，Unity 3D引擎具有穩定性好，效率高并且支持多平臺的游戲引擎，能夠較好的對景觀進行模擬，廣泛應用于醫療、教育、軍事、生活以及一些大型游戲的開發領域。

隨著游戲內容及方式不斷豐富，游戲出現多種類型，包括動作類游戲、模擬類游戲、角色扮演類游戲等。隨著玩家對虛擬世界好奇心的增長，游戲內容和游戲場景變得越來越豐富，出現很多逃脫類游戲。在逃脫類游戲中包括了對游戲情節發展的推理、邏輯和解密過程，并且根據設定好的游戲故事背景，通過謎題的設置推動游戲發展，來吸引更多玩家。通過虛擬交互密室逃脫游戲的設計，能夠激發玩家不斷搜索謎題的渴望心情，通過對謎題的破解，實現密室逃脫類游戲的通關。

為了吸引更多的玩家，密室逃脫游戲在故事情節，關卡和交互式界面等方面的設計還有待提高，從而具有更好的游戲代入感和游戲體驗。因此，本文基于Unity 3D引擎來設計完善密室逃脫游戲的故事情節，關卡等游戲功能，創造一個更加吸引玩家的謎題和游戲環境，讓迷失逃脫游戲更具吸引力。

2 . 基于Unity 3D密室逃脫游戲設計

2.1 unity3D引擎

unity Teehnofogies推出的unity3D是一款融合了內容互動，并且支持多平臺操作的大型綜合的虛擬現實產品的開發引擎。主要應用在三維的視頻制作，大型游戲場景和工業仿真產品的設計和開發。是目前主流的一款虛擬現實開發引擎。unity3D和Director在功能和形式上非常相似，提供的3D oamestudio和Campaign Cartographer3都具有互聯網交互以及圖形化的開發模式，并且具有非常好的用戶體驗效果。

unity3D是一款游戲行業較為專業和主流的游戲設計引擎，主要有優點是操作簡單，功能精簡，工作流程簡明，并且具有較大的集成化，為開發者提供了快速開發的引擎功能。下面闡述unity3D引擎的主要優點：

首先，unity3D具有圖形化的開發界面，相對于其他的虛擬仿真引擎來說，unity3D具有更好的游戲模型和環境渲染的功能。通過圖形化的開發環境，讓開發者更好的了解游戲要實現的功能，縮短游戲開發周期，更好的滿足游戲開發的需求，提高游戲的經濟價值。

此外，在游戲設計和開發中，unity3D具有更加強大的地形功能，不僅自帶了環境開發的功能，還可以最大限度的滿足虛擬游戲場景的設計需求。豐富的地形功能，能夠讓玩家在密室逃脫游戲中，具有更驚險的體驗，更吸引玩家。unity3D有非常強大的資源導入系統，支持很多主流的文件格式，并且可以和游戲開發的程序員最好游戲設計的協調工作，因此，具有非常好的兼容性和可擴展性能。

最后，在著色器方面，unity3D提供了更加靈活和高效的著色效果，也提供了詳細的幫助文件庫，支持多平臺系統得到操作和多種視頻多媒體文件格式，游戲場景的燈光設計和場景的色彩設計更符合人們視覺心理，營造更好的游戲氛圍。

2.2 密室逃脫游戲場景設計

在虛擬的密室逃脫的游戲場景設計中，除了要有非常復雜的模型場景設計之外，還有一些相對簡單的三維模型場景設計，在一些動態的模型中，我們使用unity模型編輯器自帶的一些資源包即可完成游戲場景的設計。在密室逃脫游戲的場景設計中，要設計完成的模型包括，地形的創建和渲染，周圍環境的覆蓋，環境燈光盒子的制作等等。在密室逃脫游戲場景模型基本建立后，要對整個模型場景進行瀏覽，確認游戲場景設計具有可行性。

在密室逃脫場景布局和模型的設計風格中，要盡量滿足游戲玩家對生活的需求。通常都是選擇較為原始的時代風格，在原始時代風格的基礎上加上現代風格的設計元素，能夠體現出原始感和時代感。這種設計方式能夠讓玩家不脫離現有的生活，還能夠擺脫現實生活所帶來的不愉快，在游戲中環節生活帶來的壓力，體驗游戲的代入感和娛樂性。

場景中，既有有老式的電視機，電風扇和電話機，這些設置都突出了原始時代的特點。又有現代的快節奏的生活氣息。同時，加上燈光的渲染，讓密室逃脫的整體場景設計符合設計需求。

在游戲的效果上，通過對物理現實和真實現實的有機結合，搭建了游戲場景的真實效果。在所使用的道具上，都是按照比例真實還原，同時也使用了很多多邊形的道具形式，讓現實更加的逼真，通過燈光效果的渲染，增加了密室逃脫關卡設置的主題氛圍，讓游戲的場景更加逼真。

2.3 密室逃脫游戲人機交互界面設計

密室逃脫游戲人機交互界面是玩家和游戲的橋梁和接口，通過特定形式和構架完成交互界面設計，讓游戲和玩家可以交流，從而很好的實現數據的有效傳輸。可以通過用戶體驗來實現，同時也更加突出了游戲設計以人為本的主題設計思想。

在易用性方面，游戲玩家可以通過游戲的操作系統輸入相關的游戲指令，操作復雜的游戲，讓玩家更容易操作游戲。因此，游戲人機界面操作越簡單，游戲的友好程度就越高。此外，游戲的操作也要具有一定的明確性，在人機交互操作過程中，能夠清晰明了的知道游戲玩家要完成的任務，完成游戲玩家意向的游戲任務，幫助玩家加強游戲的運行記憶效果。最后，在游戲人機交互的設計過程中，游戲的操作系統要具有較高的可靠性，能夠確保玩家正常的玩游戲，正常的操作游戲系統，增加游戲玩家對游戲的熱愛度。

在密室逃脫游戲人機交互界面的設計中，應該按照如下標準完成設計。

1.要按照游戲界面設計的標注完成密室逃脫游戲界面的設計。不同游戲類型具有不同的界面設計風格，密室逃脫游戲設計要在傳統游戲界面設計的基礎上，更加的簡潔明了，易于操作。

2.要遵循美術設計的一致性。游戲界面的設計也是美學風格的體現，因此在密室逃脫游戲主界面的設計中，要在故事背景的基礎上，增加其美學設計的元素，從而調動玩家的積極性，給玩家一個不一樣的視覺體驗。

3.在界面設計上要更加的人性化。游戲本質上是基于硬件設計基礎上的軟件程序，玩家在不同的硬件平臺上玩游戲，為了確保游戲的順暢程度，要根據硬件自身的情況設置游戲的運行效率。如果游戲設計的界面很復雜，那么游戲玩家就會失去耐心，從而失去對游戲的興趣。

因此，在密室逃脫游戲的界面設計上，要具有獨特性，吸引玩家的視線。密室逃脫本身是一款逃脫類游戲，下面給出了典型的逃脫類游戲界面的設計過程。

在游戲界面的設計中，包括了道具欄、設置欄、游戲畫面和游戲畫面的主視區，從而可是實現密室逃脫游戲界面設計的簡潔化和可操作性。在界面設計中，操作面板和工具欄會顯示必要的提示信息和道具信息，為主視區游戲界面的設計提供輔助設計工具，便于玩家在游戲中獲得更大的游戲面積。此外，密室逃脫游戲主要運行終端為電腦和手機，由于硬件系統的不同，顯示方式等都會受到限制，在交互式設計中使用了一個相對固定的方式。所以為了避免游戲界面視覺效果的不同，在本文的設計中使用了虛擬現實技術，突破平面內容的局限性，可以讓玩家置身在3D的虛擬空間中，通過全景視覺的模式查看密室逃脫游戲中的道具和場景。所以，在密室逃脫游戲的畫面設計中，并沒有給出任何的線索提示，因此可以最大限度的還原游戲場景的視覺效果。

2.3 密室逃脫游戲關卡設計

在密室逃脫游戲關卡的設計中，為了確保游戲啟動具有完整性，因此，在游戲關卡啟動時要在界面中對關卡進行選擇。在啟動卡的選項中，要設置游戲開始和推出兩個選項的菜單，并且要根據密室逃脫游戲虛擬和顯示交互的方式，完成對關卡的布局設計，可以讓玩家在虛擬的環境中，通過移動的出發功能進入到相應的密室逃脫游戲關卡中，

假設密室逃脫的場景為辦公室，那么在界面游戲關卡的選擇上就有兩個選擇按鍵，分別是逃離辦公室開始游戲和逃離辦公室退出游戲。在密室逃脫中關卡設置的主要目的是要引導玩家根據線索完成游戲的目標。從游戲目標的設計角度開分析，關卡的任務都是從玩家的角度設計的。從常規的角度講，游戲的目標和游戲完成的任務內容都是一個明確的線索。在密室逃脫游戲啟動關卡的設計上，場景要根據用戶的需求設計。點擊開始游戲按鈕，能夠讓玩家明確游戲關卡設計的目標和要完成的游戲任務。并且要根據密室逃脫游戲設計的人性化需求，也設計了退出游戲的按鈕，讓玩家在完成任務之后退出游戲，進入下一個游戲關卡。

密室逃脫游戲中，游戲關卡的設置是游戲內容的體現，能夠通過關卡按照游戲規則實現通關。在游戲謎題的設計上，要按照玩家對游戲的需求進行分析，并且突出密室逃脫游戲的特點，然后把出發時間在游戲開始和結束的時候進行設置并按順序完成出發。通過一系列的執行過程，實現密室逃脫游戲的邏輯思維過程。

在游戲進入啟動關卡的環節后，玩家會置身在虛擬的關卡啟動項目中，然后搜索出發開始游戲，進入關卡的選擇界面。隨后，玩家進入選擇的游戲關卡中，然后搜索游戲的線索，但是沒辦法啟動密室逃脫游戲。而是需要一個對應的鑰匙才能夠進入游戲環節。

3 . 基于Unity 3D密室逃脫游戲實現

3.1 UI系統實現

Unity 3D的UI界面中主要實現的功能包括畫布、時間系統、文本、圖像、和面板等功能，進入操作界面前有一個模式選擇界面，在該界面中主要有三個功能選擇的按鈕，點擊不同的按鈕即可進入不同密室逃脫環境的場景中，具體的場景游戲制作和實現的過程步驟如下所示：

1.創建新的canvas文件。該文件在Hierarchy面板中創建，是整個游戲設計不可缺少的文件，也是所有的UI組件畫布完成的子物體。

2.創建面板文件，該步驟在上個步驟完成之后，在當前的canvas文件下創建，并且要設置好面板的尺寸。然后創建相對應的圖像文件，界面的尺寸和背景就設置完成了。

3.添加功能按鈕。當面板制作完成之后，我們要在面板中添加游戲需要的功能按鈕。在canvas文件下，創建新的Button按鈕文件，將不同的功能按鈕的文件署名修改為功能按鍵的名稱，并且都具有三種狀態，分別是初始狀態，選中狀態和選擇后狀態。通過不同顏色的設置來區分不同的按鈕功能狀態。并且，當選中功能按鈕之后，系統也會有相應的反應。例如，我們選擇圖形分布按鈕后，系統會調換到圖形設置界面，在這個過程中，也要對功能按鍵進行監聽，更好的實現功能界面的跳轉和銜接。

3.2 密室逃脫游戲場景實現

在密室逃脫游戲中，整體可分為UI界面、游戲邏輯分析、音效處理、游戲資源和人機交互等部分。

密室逃脫應用unity3D引擎完成密室逃脫游戲虛擬環境搭建，并且密室逃脫游戲場景內部的模型是通過3D制作完成。完成后可以導入到unity3D直接調用。此外，針對于密室逃脫場景內部光源實現，使用點光源方式模擬室內光效特征。

為了讓密室逃脫場景內的各個物體都具有更好的燈光照射效果，在系統設計中使用了全局光照的實現方案。unity3D中提供了這種全集光照的功能，并且可以對物體的表面進一步完成光照的渲染效果。在場景燈光效果的實現中，分別可以同時對動態和靜態的光照效果進行采集，然后進行烘焙過程，開啟光照計算和烘焙兩種渲染模式。為了更好地讓動態物體獲取準確的場景內部的燈光照射信息，減少預算時間，在游戲實現中使用了優化的Light Probes。第一步需要在場景內創建一個Light Probes oroup，然后放置光探頭，最后對光探頭進行優化。

場景內部存在不同物體之間的遮掩，所以密室逃脫場景內燈光效果變化較大的地方要設置一個探測點，針對變化較少的地方，可以減少探測點放置的數量。

為密室逃脫游戲最終的燈光烘焙效果。和之前的效果相比，密室逃脫境內的燈光更加柔和，映襯的物體也增加了較強的立體效果。

Unity3D所提供的UI控件非常豐富，可制作出不同的游戲效果。通過畫布將效果渲染到游戲中。游戲的屏幕會顯示UI的層次，也是按照順序完成UI的制作。

在密室逃脫游戲場景的實現中，UI層面要設計很多不同功能按鈕控件，并且每一個按鈕空間都會使用一個單獨的小尺寸圖片。這種小尺寸的圖片會影響CPU的運行效果，從而降低密室逃脫游戲運行效率。為了有效的解決這個問題，我們使用圖集的方式，通過將多個零散的小尺寸圖片圖集在一起，合并成一幅大圖，并且要確保圖片的尺寸是2的冪次，提高CPU的運行效率。在圖片的顯示中，通過CPU完成圖片的繪制，合成一幅圖片后會減少CPU傳送的資源數量，因此，提高了密室逃脫游戲的運行速度和渲染的效率。

此外，在unity3D，按鈕控件實現監聽和處理有四種方式。在密室逃脫游戲的設計中，使用控件添加onClick（）的方式完成。首先將腳本文件掛在到空間中，作為第一個組件。然后通過復寫的方式添加腳本的onClick（），實現了對控件的實時監聽和點擊。

3.3 密室逃脫游戲人機交互界面實現

由于虛擬密室逃脫游戲具有特殊性，為了進了能的滿足玩家對游戲的需求，全身心的投入到游戲中，在UI操控人機交互界面的設計中要簡潔明了。根據交互界面設計的步驟，在游戲中游戲玩家不需要使用鼠標或者其他的輸入設備，僅僅在進入虛擬場景內的UI界面附近時，就可以出發交互內容。在unity3D中，可以實現對交互界面的設計。

在交互界面設計實現的過程中，以“開始游戲”的實現為例描述交互界面的實現過程。

1. 要在unity3D引擎中添加新選項，并且選擇的屬性是用戶界面/控件藍圖，然后將建立的新選型命名為“gamestart”。隨后，在組件和控制藍圖設置中要找到UI藍圖，進入藍圖的編輯界面，根據密室逃脫游戲交互式界面設計方案創建按鈕元素，并創建文本和向量盒子。根據功能需求，添加文本和向量盒子的內容。

2. 對密室逃脫游戲的文本細節進行設定，進入文本細節的輸入欄，選擇密室逃脫文本進行編輯。

3. 調整按鈕“開始游戲”，點擊按鈕下面的文本，然后在輸入細節的部分輸入“開始游戲”的文本內容，通過代碼的編輯從而實現文本的分布 方式，調整字體的顏色和大小。在密室逃脫場景的設計中，不要對實體按鈕進行顯示，所以要按鈕的細節欄選擇尺寸，完成填充。將按鈕面板的尺寸設定為1，然后將懸浮框中的Alpha調成0。通過這樣的設置，文字就具有透明的按鈕基底，從而完成了游戲的UI界面實現，下面將界面放到密室逃脫游戲的場景中，主要通過對藍圖設置和游戲啟動完成。

4. 添加新項，在空間藍圖彈出的對話框中創建get組件，然后重新命名。并且在細節的面板中將之前設定好的控件藍圖選中，通過這種方式能夠將組件藍圖和控件藍圖建立連接。

5. 將“gamestart”用鼠標拖動到游戲關卡的啟動場景中，并且要在細節面板中設置文件夾的屬性。在密室逃脫游戲場景中，單獨顯示文字不足以為玩家提供提示和相關的操作，所以，在游戲的設計中，利用UI提供的空間設計實現了懸浮動畫的方式提示玩家，引起注意。

6. 完成對UI的設計并將設計引入到密室逃脫游戲場景中后，我們還要創建一個UI界面能夠完成游戲和玩家之間的交互。在密室逃脫游戲場景的“gamestart”位置處，創建一個盒體的觸發器，并且調整觸發器的尺寸讓他和“gamestart”的大小尺寸相符合。然后在這個觸發器中設置藍圖的鏈接功能，出發事件屬性和函數的節點，讓其聯通，在函數節點中設置輸入密室逃脫游戲關卡名稱。當玩家觸發盒體上的觸發器，就可立即打卡迷失逃脫游戲的關卡，進入下一個游戲環節。

至此，完成了“開始游戲”UI界面的實現，采用同樣的方法流程可以實現“離開游戲”的UI人機交互界面。并且按照設計和關聯能夠將其放在密室逃脫的游戲關卡場景中。玩家可以通過UI界面功能按鈕的啟動，根據自己對游戲的需求，完成UI交互界面的觸發。游戲玩家啟動點的設置也是非常必要的，要設置在密室逃脫的場景中，設置啟動點的主要目的是為了讓游戲玩家登陸密室逃脫游戲后，具有固定的啟動為止。創建密室逃脫玩家啟動點，要講玩家的啟動點朝著游戲開始的方向，從而引導游戲玩家快速的進入密室逃脫游戲關卡場景中。

3.3 密室逃脫游戲關卡實現

當游戲創作完成密室逃脫游戲場景的概念設計后，要將其拆分為不同的部分，劃分為多個曉得區域完成設計實現。拆分的方法有兩種，分別是視覺繪制和按照概念圖劃分小區域。前一種方式的原畫實現最為直觀，表達直觀視覺下的游戲畫面的環境、結構和氣氛。第二種方式將原圖發送到外包然后對原畫進行設計和理解，非常適合3D游戲關卡的制作和實現，從而可以有效的降低資源的消耗和游戲開發的整體成本。

密室逃脫游戲關卡的實現過程增加了交互式和虛擬現實技術的實現，設置了密碼找回，保險箱以及謎題等關鍵關卡的步驟，同時為了最大限度的突出密室逃脫游戲的特點，增加玩家的體驗，在關卡設計視線中沒有給出任何虛擬性的線索，而是需要玩家在游戲中不斷的尋找，最終找到游戲線索實現密室逃脫通關。

游戲關卡設計的最后一個步驟為通關設置。玩家完成所有游戲關卡后，打開密室逃脫的門為通關。在密室逃脫的門外放置了一個觸發器，并且將觸發器調整到適當的高度，當打開控件藍圖編輯器中，設定觸發器的結果。玩家通關推開門碰到觸發器后，觸發器就會將事件傳輸給退出游戲函數，退出游戲關卡。

在密室逃脫游戲關卡的謎題設置完成之后，還有一些補充工作。為了確保游戲玩家在每次進入游戲關卡時的位置都是固定的。要在密室逃脫游戲的場景中設置玩家的出生點，并且確定好高度和方向。這樣游戲玩家進入游戲關卡時就不會出現突發狀況。也可以作為一種引導，引導玩家觀察游戲關卡場景內的情況，增加游戲的代入感和體驗感。

4 . 基于Unity 3D密室逃脫游戲測試

在Unity 3D引擎密室逃脫游戲的設計中使用的是目前較為主流的虛擬現實技術，為了盡量滿足游戲玩家在游戲中的體驗，在游戲設計的初期要對游戲進行整體布局，在設計和實現過程中進行反復的程序調試和測試，從而可以有效的避免在玩家游戲過程中出現的畫面不流暢、死機等問題。

通過對游戲的反復調試和測試后，針對密室逃脫游戲在開發設計過程中出現的問題總結，總結游戲開發的經驗，為日后虛擬逃脫類游戲開發提供參考和借鑒。

對密室逃脫游戲進行測試，在不同的電腦配置環境中完成測試，游戲運行的幀速率測試結果如表4-1所示。

通過上述的測試結果可知，在不同的硬件環境中游戲的運行效率有所不同。硬件和操作系統的版本更高，其運行的效果越高。但根據不同玩家的測評結果顯示，目前大部分游戲在運行過程中沒有出現嚴重的卡頓現象，并且密室逃脫的場景設計、關卡設計和游戲內容都很吸引人，玩家的體驗良好收到了大家的好評。

結論

游戲的閃光點在于具有更好的游戲場景設計、更豐富的游戲內容和有趣的關卡設計。隨著玩家對游戲要求的不斷增加，游戲開發者的工作面臨較大的挑戰。本文以密室逃脫類游戲為設計對象，基于Unity 3D完成了游戲的設計和實現。主要完成了密室逃脫游戲場景、人機交互界面和關卡的設計和實現。并在不同的硬件資源和操作系統環境下，完成了對游戲運行效果的測試，測試速度顯示游戲在運行速度和效果上基本滿足玩家的需求。

[ 參 ?考 ?文 ?獻 ]

[1]關懷. 密室逃脫游戲空間設計的發展分析[J]. 藝術品鑒， 2017（2）.

[2]魏懷亮， 龐念雯， 趙永震， et al. 真人版密室逃脫游戲主題設計[J].黑龍江科技信息， 2016（2）：8-8.

[3]李長濱. 密室逃脫中的邏輯推理[J]. 小雪花（小學生成長指南）， 2016（5）：12-13.

[4]喬薇.密室逃脫與VR技術的結合[J]. 現代裝飾（理論）， 2017（2）.

[5]郭睿靜， 張帥. 基于Unity3D游戲動作的控制和設計[J].蘭州文理學院學報：自然科學版， 2015（1）：43-47.

[6]丁群， 蔡松江， 陳燕翔， et al. Unity3D游戲性能簡單優化淺淡[J]. 黑龍江科技信息， 2015（31）.

[7]桑琪， 葉德建. 基于Unity3D游戲客戶端開發框架的設計與應用[J].微型電腦應用， 2016， 32（6）：66-69.

[8]孫佳弘. Kinect系統在Unity3D游戲角色動畫制作中的應用[J].電子技術與軟件工程， 2013（24）：110-110.