一、什么是3D模型？

　1.1 3D模型概述

　　简而言之，3D模型就是三维的、立体的模型，D是英文Dimensions的缩写。

　　3D模型也可以说是用3Ds MAX建造的立体模型，包括各种建筑、人物、植被、机械等等，比如一个大楼的3D模型图。3D模型也包括玩具和电脑模型领域。

　　互联网的形态一直以来都是2D模式的，但是随着3D技术的不断进步，在未来的时间里，将会有越来越多的互联网应用以3D的方式呈现给用户，包括网络视讯、电子阅读、网络游戏、虚拟社区、电子商务、远程教育等等。甚至对于旅游业，3D互联网也能够起到推动的作用，一些世界名胜、雕塑、古董将在互联网上以3D的形式来让用户体验，这种体验的真实震撼程度要远超现在的2D环境。

　1.2 如何构建3D模型

二、Unity中的3D模型基础

　2.1 认识游戏对象

　　（1）相信大家经过前一篇博客《Unity3D游戏开发初探—1.跨平台的游戏引擎让.NET程序员新生》初步认识Unity3D之后，对于Hierarchy中的游戏对象有了初步认识了吧。Hierarchy中显示的是GameObject—游戏对象，每个游戏都至少有一个Camera，点击Camera就可以在Preview（预览视图）中看到摄像机的视角画面。

　　（2）每个GameObject都有三组属性：Position（位置）、Rotation（旋转、角度）与Scale（缩放大小）三组属性。Position控制游戏对象在三维空间中的坐标，Rotation控制游戏对象显示的角度，而Scale则控制游戏对象缩放的比例。

2.2 认识左手坐标系

　　Unity3D采用的是左手坐标系：沿屏幕横向为x轴，沿屏幕纵向为y轴，垂直屏幕方向为z轴。右、上、背向观众的三个方向为正方向。也许这么阐述大家还是不明白，但没关系，我们先来看看空间几何常见的坐标系类型。

　　①空间直角坐标系

　　以空间一点O为原点，建立三条两两垂直的数轴；x轴(横轴)，y轴(纵轴)，z轴(竖轴)，这时建立了空间直角坐标系Oxyz,其中点O叫做坐标原点，三条轴统称为坐标轴，由坐标轴确定的平面叫坐标平面。

　　各轴之间的顺序要求符合右手法则，即以右手握住Z轴，让右手的四指从X轴的正向以90度的直角转向Y轴的正向，这时大拇指所指的方向就是Z轴的正向。这样的三个坐标轴构成的坐标系称为右手空间直角坐标系。与之相对应的是左手空间直角坐标系。

　　一般在数学中更常用右手空间直角坐标系，在其他学科方面因应用方便而异。三条坐标轴中的任意两条都可以确定一个平面，称为坐标面。它们是:由X轴及Y轴所确定的XOY平面；由Y轴及Z轴所确定的YOZ平面；由X轴及Z轴所确定的XOZ平面。

　　这三个相互垂直的坐标面把空间分成八个部分，每一部分称为一个卦限。位于X，Y，Z轴的正半轴的卦限称为第一卦限，从第一卦限开始，在XOY平面上方的卦限，按逆时针方向依次称为第二，三，四卦限；第一，二，三，四卦限下方的卦限依次称为第五，六，七，八卦限。

　　②右手坐标系

　　右手坐标系在中学学空间几何的时候经常会用到。在三维坐标系中，Z轴的正轴方向是根据右手定则确定的。右手定则也决定三维空间中任一坐标轴的正旋转方向。要标注X、Y和Z轴的正轴方向，就将右手背对着屏幕放置，拇指即指向X轴的正方向。伸出食指和中指，如下图所示，食指指向Y轴的正方向，中指所指示的方向即是Z轴的正方向。要确定轴的正旋转方向，如下图所示，用右手的大拇指指向轴的正方向，弯曲手指。那么手指所指示的方向即是轴的正旋转方向。

　　③左手坐标系

　　伸出左手，让拇指和食指成“L”形，大拇指向右，食指向上。其余的手指指向前方。如下图所示，这样就建立了一个左手坐标系。拇指、食指和其余手指分别代表x，y，z轴的正方向。判断方法：在空间直角坐标系中，让左手拇指指向x轴的正方向，食指指向y轴的正方向，如果中指能指向z轴的正方向，则称这个坐标系为左手直角坐标系．反之则是右手直角坐标系。

　　④左手坐标系与右手坐标系的比较

　　左手坐标系是X轴向右，Y轴向上，Z轴向前，右手坐标系的Z轴正好相反，是指向“自己”的，在计算机中通常使用的是左手坐标系，而数学中则通常使用右手坐标系。计算机里面其实很多也有用右手坐标系，这个只是根据实际应用不同，没有说哪个比较好。

　　现在，相信大家至少对于左手坐标系有了一个比较形象的了解了，那么这里介绍的目的也就达到了。（贴图好麻烦的，么么嗒）

2.3 认识Vector3

　　如果大家有心的话，会发现我们在第一篇博客里边写的代码里引用了一个Vector3的类，那么这个类是干啥用的呢？我们现在来初步了解一下。

　　Vector3是Unity中定义的一个含有x、y、z三个字段的类，可以表示位置点，也可以表示一个向量。

　　Vector3乘以数值表示对向量的三个值乘以相应的值，假设v1,v2是两个向量，则v1-v2表示从v2指向v1的向量，如下图所示。扩展：后面我们在做打箱子游戏的时候，当一个小球向指定区域发射时，就是一个向量减法的典型应用。已知小球在摄像机位置（即是一个摄像头所在的向量，假设其为v2），以及鼠标所指向的位置坐标后（即为目标地向量，假设其为v1），通过v1-v2即可得到要发射的具体方向的向量（相当于告诉小球朝哪个目标方向发射！）。

三、先学走再学飞—第二个Unity3D程序

　　在第一篇博客中的HelloCube程序中，我们让Cube实现了翻转。这次，我们让Cube实现前后移动，让游戏对象学会“走路”这项技能。

　　（1）在Hierarchy中Create一个Cube（立方体），并且加入一个Direction Light（平行光）；之后，将Cube的Position属性设置为（0,0,-4），这样镜头会近一点；将Cube的Scale属性设置为（1,1,1），这样Cube会放大一点；

　　（2）在Project中新增一个C# Script，随便取个名字，这里取名为:CubeController。双击该脚本，在Update方法中输入以下代码：

 1 using UnityEngine; 2 using System.Collections; 3  4 public class CubeController : MonoBehaviour { 5  6     // Use this for initialization 7     void Start () { 8      9     }10     11     // Update is called once per frame12     void Update () {13         if(Input.GetKey(KeyCode.UpArrow))14         {15             transform.Translate(Vector3.forward*0.2f);16         }17 18         if(Input.GetKey(KeyCode.DownArrow))19         {20             transform.Translate(Vector3.back*0.2f);21         }22     }

View Code

　　（3）点击预览按钮：按键盘Up键，Cube会朝前移动；按Down键，Cube会往后移动；

四、案例深入：地球围绕太阳转

　　有了以上的基本的3D理论基础之后，我们再来做一个Unity3D小案例：地球围绕太阳转。所谓地球围绕太阳转，指的是指地球绕太阳做周期性转动。（如果你要问为什么地球围绕太阳转，请问哥白尼先生和牛顿童鞋）

　　（1）首先Create以下游戏对象：两个Sphere，一个Direction Light；并将其中一个Sphere命名为Earth，另一个Sphere命名为Sun；设置Sun的Scale为（3,3,3），让太阳这个大球体显得大一点；而将Earth的Position设置为（5,0,0），让Earth显示在太阳的右边；

　　（2）为了让太阳更像太阳一点，我们在Project中Create一个Material（材质，所谓材质就是修饰游戏对象的），命名为SunMaterial，这里主要是为太阳增加一个颜色。

　　选中SunMaterial，双击Main Color，弹出颜色选择器，在颜色选择器中选则一个深黄色的区域。

　　（3）为了让地球更像地球一点，这里我们为地球增加一个背景图片—地球贴图。（可以从网上搜索一下，也可以从本文底部给出的URL下载）下载完成之后，将地球贴图拖动到项目中，最后将贴图拖动到Earth对象上。最后效果如下图所示。

　　（4）新增一个C# Script，命名为EarthControl。双击该脚本文件，在编辑器中写入以下代码。这里要注意，常用的游戏对象一般设置为全局变量，并且在Start方法中进行初始化（这里是通过GameObject的Find静态方法获取，你可以理解为JavaScript的Dom操作GetElementById(“Earth”)）。游戏对象的transform组件用于控制物体的位置，旋转和缩放。

 1 using UnityEngine; 2 using System.Collections; 3  4 public class EarthControl : MonoBehaviour 5 { 6     // 定义游戏对象 7     public GameObject earth; 8     public GameObject sun; 9 10     // Use this for initialization11     void Start()12     {13         // 启动时获取游戏对象14         earth = GameObject.Find("Earth");15         sun = GameObject.Find("Sun");16     }17 18     // Update is called once per frame19     void Update()20     {21         // 使地球对象围绕着太阳旋转22         earth.transform.RotateAround(sun.transform.position, Vector3.up, 0.3f);23     }24 }

View Code

PS：使用RotateAround()方法，让地球始终围绕着太阳在Y轴方向旋转。参数1表示围绕旋转参照点的位置（太阳的位置），参数2表示围绕旋转的角度，Vector3.up就是表示Y轴旋转，参数3表示一次旋转的速度（long类型，越大则越快）。

　　（5）脚本写好之后，将该脚本拖动到Earth上进行绑定。最后，点击预览按钮，即可看到地球围绕太阳转的效果了。

五、小结

　　本篇主要介绍了游戏开发中的一些3D模型基础，涉及到一点中学的空间几何知识，复习一下对后续学习会有好处。后面会探索一下物理引擎和GUI，但也只是初步的。最后，仍然感谢一下参考文献的作者，站在你们的肩膀上我能看的更远，谢谢！

参考文献与资料

　　（1）3D模型百度百科：http://baike.baidu.com/link?url=dFgpG-8l3EFNqybYgkRSe-0fWd3oye2jcKYqMYHV8mfXRYlIJYM0-nsNkeKJMq0Rtgzc5IR6ZDbNl0SrZYxSNK

　　（2）泡泡堂，《左手坐标系和右手坐标系》：http://www.cnblogs.com/mythou/p/3327046.html

附件