虚拟世界的构成

基于Unigine引擎构建的虚拟世界场景包含了一系列具有不同特定属性的内置对象。 几乎所有的对象在虚拟世界中都是可见的。 不过其中有一些是伪对象，它们不能在正常模式中显现（像Physicals（物理），Occluders（遮挡器）等等）。

通常情况下，虚拟世界的构建包含如下内容：

• 要有被称为Nodes（节点）的内置对象，它们可以依次调用其它节点(*.node)，网格(*.mesh)，音频文件(*.oga)，路径(*.path)或脚本(*.h)。
  注意

  虚拟世界既能只存储节点或是那些放置在外部*.node文件中的References（引用），又能将它们一并存储其中。 反过来，*.node文件同样可以存储节点以及其它外部*.node文件中的引用。
• 要有以库的形式组织的Materials（材质）和Properties（属性）。
• 材质库需调用Shaders（着色器）和Textures（纹理）。
• 一般渲染，物理，音效和游戏设置。

新世界的创建可以通过UnigineEditor的菜单栏完成，或是在创建新项目时通过Unigine SDK Browser来完成。

每个虚拟世界都采用XML格式的单个文件形式存储在磁盘上，其文件扩展名为.world。

• 未启用世界脚本。 这种情况下，虚拟世界的内容就通过UnigineEditor来创建和管理。
• .world文件为空。 这种情况下，虚拟世界的内容就通过世界脚本来生成和管理。

由于Unigine引擎支持数据流技术，且所需资源 — 网格，纹理，动画，音效 — 都在Runtime（运行时）中被动态加载，因此虚拟世界可以被设计成游戏关卡设计师所希望的规模。 且资源也无需从内存中释放。

为了便于超大虚拟世界的设计和编辑，我们可以将其划分为多个部分。

Unigine引擎中的三维空间采用右手笛卡尔坐标系表示：X轴和Y轴构成水平面，Z轴垂直指向该平面。 当从三维编辑应用中输出动画时，Y轴指向被认定为正向。

正旋转角代表旋转方向为逆时针。 它对应右手定则：伸平手掌，如果将您的右手拇指指向任一坐标轴的正向，那么其余四指合拢的方向即为该坐标轴的旋转方向。

nigine引擎提供有一系列内置对象，这使得您几乎可以将现实生活中存在的所有物体都添加进虚拟世界中。 为方便起见，它们被划分为了多个组来负责不同类型的操作。

虚拟世界既能只存储节点或是那些被放置在扩展名为.node的外部文件中的References（引用），又能将它们一并存储其中。

节点中与对象相关的类型还包括有Surfaces（节点表面）和Physical Bodies（物理实体）（包括与Joints（连接器）相连的碰撞Shapes（形状））。 节点表面包含有特殊材质的引用以及其所对应库的属性。 当您为节点表面分配材质或属性时这类节点的引用将会被自动创建。

节点表面充当着基本的渲染单元且它能代表：

• 对象的一部分，需拥有属于它自己的单独材质。
• 不同的细节层次(LOD)（包括Reflection（反射）的LOD和Shadow（阴影）的LOD）。 这种情况下，它们用或多或少的细节变化（高密度多边形和低密度多边形模型）来代表相同的对象或对象的一部分。 在任何特定的时间，哪些表面可见是由节点表面的属性决定的。

综合以上给出的信息，虚拟世界的主要组成的工作原理可以拓展为下图所示：

Nodes Hierarchy

节点层级#

Surfaces

节点表面层级#

对象除了构成非交互环境之外，它也参与Physical Simulation（物理仿真）。 仿真既要行之有效，同时又要保持整体高帧速，并且其物理还总要与真实世界中的非常接近。 这样要求的目的就是为了能在对象之间进行Collision Detection（碰撞检测）。

为此，对象应该被分配Body（物理实体），由它来描述对象的行为以及其所有具有的物理属性。 例如，它既可以是能一直保持固体形态的未变形Rigid Body（刚体），也可以是能被折叠和撕裂的Cloth（布料）。

不过，这种对象实体还不能满足对象进行交互。 我们需要能估计出对象实体体积的某种基本物理实体（或一组实体） — 【Shape（形状）】。 Unigine引擎提供有这么几类基本物理实体：Box（盒体），Sphere（球体），Capsule（胶囊），Cylinder（缸体），Convex Hull（凸包），或任意的网格形状。 这些形状被用来计算对象之间的碰撞。

一对形状可以由这些Joints（连接器）中的任意一种来连接： Fixed（固定型），Ball（球窝型），Hinge（铰链型），Prismatic（移动型），Cylindrical（柱筒型），Wheel（滚轮型）或Suspension（悬接型）。 它们描述了两个形状彼此间可能出现的移动方式。

节点自身在场景中是不可见的。 节点如何被渲染的信息数据是存储在材质中的，而这些信息会被分配到特定的节点表面上。 材质是根据被渲染节点表面的种类所作的一组属性（状态，选项，参数）和资源（2D，3D纹理）组合，即：

• Options（选项）。 选项集合都是预定义好的，并且供所有材质选择的选项值也都是一样的。 每种选项都可以选择启用或禁用某种表现。 基本材质的选项值，默认包含在Unigine引擎的材质库中，它们采用的是硬编码，不允许被更改；所有其它材质的选项值都可以被更改。
• States（状态）。 它们负责确定条件，在此基础上Unigine引擎会为所有确定好的条件选择适当的着色器，纹理和参数。 例如，我们可以定义状态来开启和关闭水体仿真中泡沫的绘图，并且为两种状态（有泡沫和无泡沫）提供不同的着色器。
• Textures（纹理）。 通常情况下，材质可以定义数种纹理。 常见的理由如下：
  • 着色器需要处理的纹理可能不止一种。
  • 一般情况下，不同的纹理会使用不同的渲染通道。
  • 状态同样影响着纹理的数量，例如，每种状态都可以有它自己的纹理。
• Parameters（参数）。 如有所需，它们会将自身作为参数传给着色器。
• Shaders（着色器）。 它们是材质的最核心部分。 根据不同条件来真正绘制材质的就是着色器。 每种材质通常配有数种着色器，引擎会根据当前的渲染通道和状态选择最适合的一种。

Material Hierarchy

材质层级#

在Unigine引擎中，【材质】以层级形式组织，就像节点一样；不过它们是完全独立于节点层级的。

默认情况下，Unigine引擎提供了一系列Base Materials（基本材质），它们永远位于材质层级的最顶端。 如果您需要扩展基本材质的属性或对其修改，那可以通过从必需的基本材质Inheriting（继承）来创建新材质：基本材质会将自身的所有属性都传给所继承的材质。 之后您可以添加新属性或置换已有属性。

注意

如果有属性在父材质中作了更新，那么所有从它们继承来的未被置换的属性也都会自动更新。

材质层级位于【 Materials（材质）】窗口中

请看下图的举例。

分配有【mesh_base】材质的原始立方体	拥有从【mesh_base】继承来的材质的原始立方体

左侧立方体使用标准Unigine材质库中的一种基本材质来渲染。 右侧立方体继承了左侧立方体所使用的基本材质并简单更改了2种纹理（Diffuse（漫反射）和Normal（法线）纹理）。 这里无需您再设置其它属性，因为它材质的所有属性都是继承来的。 不过，如有所需，它们也可以被更改为任意属性，就像我们为立方体更换纹理那样。

所有的材质属性（除了着色器的）都可以在UnigineEditor中被轻松置换。 不过，如果您需要扩展一系列已有属性或置换着色器，那就需要手动编辑写有您的材质定义的XML文件。 这种情况下，请参考材质文件格式一章，里面对使用XML格式作材质声明进行了详尽描述。

材质库#

要想将对象正确地融入虚拟世界中，光是确定其方位，固有特性和外观还不够。 属性指明了对象的行为表现以及它与其它对象和场景环境间的交互方式。 例如，属性指定对象是否能交互以及是否属于开关。 对于游戏角色，属性可以指定其生命值或金币值。 因此，属性能使节点遵从游戏/应用的逻辑。

属性就像材质一样，也以层级形式组织。

Property Hierarchy

属性层级#

属性库#