Unity基础知识

1. Image和RawImage的区别

  • Image比RawImage更耗性能。
  • Image只能使用sprite属性的图片。而RawImage什么都可以使用

2. Unity3D中的碰撞器Collider和触发器Trigger的区别

碰撞器是触发器的载体，而触发器是碰撞器上的一个属性。

如果IsTrigger为false，碰撞器根据物理引擎引发碰撞，产生碰撞的效果

如果IsTrigger为true，碰撞器被物理引擎忽略，没有碰撞的效果

碰撞器：汽车被撞飞

触发器：检测一个物体是否经过空间中某个区域，比如人站在靠近门的位置门自动打开

3. 物体发生碰撞的必要条件

两个物体都需要带碰撞器Collider，并且其中一个物体必须带有Rigidbody刚体。

4. 触发器事件执行的条件

两个物体都带有碰撞器Collider，并且至少带有一个刚体，且至少有一个物体打开了触发器。

5. 四元素Quaternion的作用，相比欧拉角的优点

四元素可以用来表示旋转。

而欧拉角会出现万向锁问题，所以四元素可以避免万向锁。但比欧拉角理解上更复杂。

6. 如何安全的在不同工程间安全地迁移asset数据？

  1. 将Assets和Library一起迁移
  2. 导出包package
  3. 使用unity自带的asset Server功能

7. Unity的事件函数、生命周期

  • Awake
    Awake为场景加载时会调用的函数。其始终会在任何Start函数之前并在实例化Prefab之后调用Awake函数。（如果游戏对象在启动期间处于非活动状态，则在激活之后才会调用 Awake。）可以用于初始化任何变量和游戏状态。
    注意：
  • 在生命周期中只会调用一次
  • 在任何Start之前调用。
  • Objects之间Awake函数的调用没有先后顺序规定。
  • OnEnable
    这个函数在启用（激活）对象后会立即调用，这和Awake的区别在于，Awake只会调用一次，但是OnEnable会在Object从inactive状态转变为active状态时重新调用。
  • Start
    在启用脚本实例后，在第一次帧Update之前调用Start函数。对于添加到场景中的对象，在为任何脚本调用 Update 等函数之前，将在所有脚本上调用 Start 函数。
  • Update
    每一帧调用一次Update，用于帧更新的主要函数。
  • FixedUpdate
    调用 FixedUpdate 的频度常常超过 Update。如果帧率很低，可以每帧调用该函数多次；如果帧率很高，可能在帧之间完全不调用该函数。
  • OnGUI
    系统调用 OnGUI 来渲染和处理 GUI 事件。
  • OnDisable
    和OnEnable为一对，当inactive时调用。
  • OnDestroy
    当MonoBehaviour将被销毁时被调用。

事件函数执行顺序为：Awake() -> OnEnable() -> Start() -> Update()
假如我们在运行过程中手动inative object，然后再active这个object，会发现它会重新调用OnEnable()。

8. MeshRender中material和shaderdMaterial的区别

修改sharedMaterial将改变所有物体使用这个材质的外观，同时也改变存储在工程里的材质设置。

而如果只想修改某个材质，使用material，不推荐使用shaderdMaterial

9. Unity提供了几种光源？

  1. 平行光源 Directional Light
  2. 点光源 Point Light
  3. 聚光灯 Spot Light
  4. 区域光源 Area Light

10. 对象池是什么？

对象池就是存放需要被反复创建销毁的一个Pool，比如游戏中大量重复的敌人、子弹等等。

11. CharacterController和Rigidbody的区别？

Rigidbody具有完全真实物理的特性，而CharacterController可以说是受限的Rigidbody，具有一定的物理效果但不完全真实。

12. LateUpdate函数是什么

它是在所有Update函数执行完毕后被调用的，通常用于处理相机的跟随逻辑。由于相机的跟随操作需要在游戏物体的移动之后进行，所以将相机的跟随逻辑放在LateUpdate函数中可以确保相机始终能够跟随游戏物体。

13. Prefab的作用

预制件允许创建、配置和存储游戏对象及其所有组件、属性值和子游戏对象作为可重用资源。Prefab相当于一个模板，在此模板的基础之上可以在场景中创建新的预制件实例。但是不代表所有预制件实例都是完全相同的，可以有预制件的变体。

14. 优化移动性能的做法

性能分析

  1. Unity Profile
    使用Unity Profiler来准确找到卡顿的问题来源。
  2. Profiler Analyzer
    该工具可以汇总多帧Profiler数据，由用户来挑选出那些问题较大的帧
  3. 为每一帧设定一个时间预算
    理想情况下，一个以30 fps运行的应用每帧应占有约33.33毫秒（1000毫秒/30帧）。同样地，60 fps每帧约为16.66毫秒。
  4. 设备温度优化
    对于移动设备而言，长时间占用最大时间预算可能会导致设备过热，操作系统可能会启动CPU与GPU降频保护。建议每帧仅占用约65%的时间预算，保留一定的散热时间。常见的帧预算为：30 fps为每帧22毫秒，60 fps为每帧11毫秒。在进行性能分析前后，预留10-15分钟用于设备散热
  5. 分清GPU与CPU依赖程度

内存分析

  1. Memory Profiler
    Memory Profiler可以截取托管数据堆内存的状态，帮助识别出数据碎片化和内存泄漏等问题
  2. 减少GC：优化代码来减少GC
  3. 定时处理GC
    可以使用System.GC.Collect来启动垃圾数据收集；使用增量式垃圾回收（Incremental GC）分散垃圾回收。

编程与代码架构

  1. 深入理解Unity PlayerLoop和生命周期
  2. 降低每帧的代码量
  3. 避免在Start/Awake中加入繁重的逻辑
  4. 避免加入空事件
  5. 删除Debug Log语句
  6. 使用哈希值、避免字符串
  7. 选择正确的数据结构
  8. 避免在运行时添加组件
  9. 缓存GameObjects和组件
    调用GameObject.Find、GameObject.GetComponent和Camera.main（2020.2以下的版本）会产生较大的运行负担，因此这些方法不适合在Update中调用，而应在Start中调用并缓存。
  10. 使用对象池

15. 动态加载资源的方法

  • Resources（只能加载Resources目录中的资源）
  • AssetBundle（只能加载AB资源，当前设备允许访问的路径都可以）
  • WWW（可以加载任意处资源，包括项目外资源（如远程服务器））
  • AssetDatabase（只能加载Assets目录下的资源，但只能用于Editor）
  • UnityWebRequest（可以加载任意处资源，是WWW的升级版本）

16. 使用Unity3d实现2d，有几种方式

  1. 使用本身UGUI.
  2. 把摄像机的投影改为正交投影,不考虑Z轴.
  3. 使用Untiy自身的2D模式.
  4. 使用2D TooKit插件.

17. 在物体发生碰撞的整个过程中，有几个阶段

  • OnCollisionEnter
  • OnCollisionStay
  • OnCollisionExit

18. Unity3d中有几种施加力的方式？

  • Rigidbody.AddForce(Vector3，ForceMode)：给刚体添加一个力，让刚体按世界坐标系进行运动
  • Rigidbody.AddRelativeForce(Vector3，ForceMode)：给刚体添加一个力，让刚体按自身坐标系进行运动

19. 物体自身旋转用什么函数？

transform.Rotate()

20. 物理更新一般放在什么事件函数内？

物理引擎也采用与帧渲染类似的方式以离散时间步骤进行更新。在每次物理更新之前都会调用一个称为 FixedUpdate 的单独事件函数。由于物理更新和帧更新不会以相同频率进行，所以如果将物理代码放在 FixedUpdate 函数而不是 Update 中，此代码将产生更准确的结果。

21. 在场景中放置多个Camera并同时处于活动状态会发生什么？

在一个场景中往往虽然有一个Camera有时就够了，但有些场景下可能需要多个Camera。

首先第一个场景就是很多人最熟悉的吃鸡游戏，它就存在第一人称和第三人称两个视角的切换，那么我觉得实现原理其实是很简单的，通过两个摄像机挂载到不同位置，比如第一人称，就把CameraA挂载到大概人的胸前的位置，第三人称的话就把CameraB挂载到人头顶斜上的一个位置上，这样如果通过某个按键切换人称就将CameraA和CameraB的enabled状态都切换一下成它的逆状态就可以了。

那么如果有多个摄像机同时enable呢？那同一时刻其实只能看到一个摄像机的画面，通过Camera的depth属性谁最高来判断显示哪个画面。

不过还有一个场景也是很常见的——画中画，比如赛车游戏中会有一个第一人称前向的视角，而画面上还会有一个后视镜的视角，那么可以使用摄像机的 Viewport Rect 属性来设置摄像机在屏幕上的矩形的大小。并且需要调整较小视图Camera的depth要大于较大视图Camera的depth（规则是具有较高 depth 值的摄像机的渲染画面会覆盖在较低值摄像机的渲染画面之上），这样就像一本小书叠放在一本大书上面一样。

22. 动画有哪几种，及其原理？

  1. 序列帧动画：通过快速播放一系列图片产生动画的效果，类似于 Gif一样
  2. 关节动画：把角色分成若干独立部分，一个部分对应一个网格模型，部分的动画连接成一 个整体的动画，角色比较灵活
  3. 骨骼动画：应用最广泛的动画，结合上面两种动画形式，内部骨骼，外部蒙皮

23. LOD是什么？优缺点是什么？

LOD(Level of detail) 多层次细节，可以获得高效渲染效率，但增加了内存。

24. MipMap是什么？作用？

mip或mip级别是具有特定分辨率的纹理版本。mip存在于称为mipmaps的集合中。在GPU以低于其全分辨率渲染纹理的情况下，Mipmaps可以加快渲染操作并减少渲染锯齿。

25. IL2CPP是什么

IL2CPP (Intermediate Language To C++) 是一种由 Unity 开发的脚本后端，可在为各种平台构建项目时替代 Mono。使用 IL2CPP 构建项目时，Unity 会在为所选平台创建本机二进制文件（例如 .exe、apk、.xap）之前将脚本和程序集内的 IL 代码转换为 C++。IL2CPP 的一些用途包括提高 Unity 项目的性能、安全性和平台兼容性。

26. Unity 是否支持多线程程序

Unity支持多线程的使用，可以使用C#的Thread类来创建和管理线程，只需要引入这个类： 但需要注意的是，在Unity中，只有主线程（也称为渲染线程）可以访问Unity对象，如GameObject、Transform等，如果在其他线程中访问这些对象，会导致不可预期的结果。

27. Unity中协程

如果不想再update单帧执行某个动作，那么可以使用协程。

协程就像一个函数，能够暂停执行并将控制权返还给 Unity，然后在下一帧继续执行。

协程本质上是一个用返回类型 IEnumerator 声明的函数，并在主体中的某个位置包含 yield return 语句。yield return null 行是暂停执行并随后在下一帧恢复的点。

28. 渲染顺序


29. Draw Call、Batch、SetPassCall的区别

  • DrawCall
    DrawCall是一个CPU命令GPU渲染的操作
  • Batch
    把数据加载到显存，设置渲染状态，CPU调用GPU渲染的过程称之为一个Batch。可以理解为DrawCall值。一个batch至少包含一个DrawCall。
  • SetPassCall
    渲染 pass 的数量。每个 pass 都需要 Unity 运行时绑定一个新的着色器。
    Shader脚本中一个Pass语义块就是一个完整的渲染流程，一个着色器可以包含多个Pass语义块，每当GPU运行一个Pass之前，就会产生一个SetPassCall，所以可以理解为一次完整的渲染流程次数

30. 10000个monobehavior，每个各自执行update，和放到一个update里执行，哪个效率更高？为什么？

放到一个Update里执行效率更高。

31. World坐标系和Local坐标系

  • 世界坐标系
    它是一个绝对位置，世界坐标是物体在整个场景中的坐标，当某个物体没有父物体时，它坐标就是世界空间下的坐标。
  • 相对坐标系
    当物体有父物体时，它transform中坐标就是local坐标

32. 什么是万向锁问题

由于欧拉角不同的 旋转顺序会导致不同的结果，如x-y-z和x-z-y，而欧拉角旋转就会造成万向锁现象，如果按照y轴旋转90度后，z轴也会跟着旋转与x轴重合，那么旋转z轴和x轴效果是一样的。物体丢失了一个自由度。 那么可以把最不可能旋转90度的轴放在旋转顺序的中间。

33. Unity渲染队列有哪些

  • Background 1000
    在任何其他队列之前被渲染，通常使用它来渲染那些需要绘制在背景上的物体。
  • Geometry 2000
    默认的渲染队列，不透明物体。
  • AlphaTest 2450
    需要透明度测试的物体使用这个物体。
  • Transparent 3000
    在所有Geometry和AlphaTest物体渲染后再按从后往前的顺序进行渲染，任何使用透明度混合的都应该使用该队列。
  • Overlay 4000
    用于实现一些叠加效果，任何需要在最后渲染的物体都应该使用该队列。

34. 凹多边形的三角剖分算法

  • 步骤一：将Polygon的所有点取出来放到数组V中。
  • 步骤二：判断Polygon是否为凸多边形，如果是则按凸多边形三角剖分算法（Delaunay德罗内三角算法）处理。否则到步骤三。
  • 步骤三：将所有顶点的序号读入一个数组A中保存起来，然后遍历多边形的顶点，判断每个顶点是否为“耳朵节点”，然后将所有“耳朵节点”保存到数组B。
  • 步骤四：如果耳朵节点数组B为空或者顶点数组V的顶点数组小于三，则算法结束。否则，取出耳朵节点中的第一个顶点P来。
  • 步骤五：找到该节点的前序节点M和后序节点N，这三个点MPN组成一个三角形，保存到结果数组R中，然后，把当前顶点P从耳朵节点中去掉，从数组V中去掉，从序号数组B中去掉。
  • 步骤六：前序节点M和后序节点N，成为了“耳朵节点”的候选。则分别判断M与N是不是耳朵节点，如果是耳朵节点，且没有在当前的耳朵节点数组B中，则将判断为耳朵节点的点放入耳朵节点数组B中。
  • 步骤七：跳转到步骤四。