在运行时实例化预制件

想要在运行时实例化复杂的游戏对象或游戏对象的集合时，预制件非常方便。与使用代码从头开始创建游戏对象相比，使用代码实例化预制件有许多优点，因为您可以：

• 使用一行代码实例化一个预制件。从头开始创建等效的游戏对象需要更多的代码行。

• 使用 Scene 视图、Hierarchy 窗口和 Inspector 快速轻松地设置、测试和修改预制件。

• 无需更改代码即可更改所实例化的预制件。无需更改任何代码，即可将简单的火箭变成增压火箭。

注意：可以从以下页面下载一个包含所有示例的 Unity 项目：

InstantiatingPrefabsExamples.zip

实例化预制件的基础知识

要在运行时实例化预制件，代码需要对该预制件的引用。要进行此应用，可以在代码中创建一个公共变量来保存预制件引用。代码中的公共变量在 Inspector 中显示为可分配的字段。然后，可以在 Inspector 中分配要使用的实际预制件。

下面的脚本示例有一个公共变量“myPrefab”，这是对预制件的引用。该脚本在 Start() 方法中创建该预制件的实例。

using UnityEngine;
public class InstantiationExample : MonoBehaviour 
{
    // 引用预制件。在 Inspector 中，将预制件拖动到该字段中。
    public GameObject myPrefab;

    // 该脚本将在游戏开始时简单地实例化预制件。
    void Start()
    {
        // 实例化为位置 (0, 0, 0) 和零旋转。
        Instantiate(myPrefab, new Vector3(0, 0, 0), Quaternion.identity);
    }
}

要使用此示例，请执行以下操作：

• 在项目中创建一个新的 C# 脚本，并将其命名为“InstantiationExample”。

• 将上面的脚本示例复制并粘贴到新脚本中，然后保存。

• 使用GameObject > Create Empty 菜单创建空游戏对象。

• 通过将脚本拖动到空游戏对象上，将脚本作为一个组件添加到新的游戏对象。

• 创建任何预制件，然后将其从 Project 窗口拖动到脚本组件的 My Prefab 字段中。

启动运行模式时，应该会看到预制件在场景中实例化为位置 (0, 0, 0)。

只需将其他预制件拖到 Inspector 的 My Prefab 字段中，即可更改要进行实例化的预制件，而无需更改脚本。

因为第一个示例非常简单，相比您自己手动将预制件自己放置到场景中，似乎并没有任何优势。但是，能够使用代码实例化预制件将实现强大的功能，可以在游戏或应用程序正在运行时动态创建游戏对象的复杂配置，如下文中的示例所示。

常见情况

为了说明在运行时实例化预制件的优势，下面介绍了预制件非常有用的几种基本情况：

• 通过在不同位置（例如在网格或圆形结构中）多次复制单个预制件来构建一个结构。

• 从发射器发射飞弹预制件。飞弹预制件可能是一个复杂的配置，其中包含网格、刚体、碰撞体、音频源、动态光源以及一个具有自己的轨迹粒子系统的子游戏对象。

• 车辆、建筑物或角色（例如机器人）分解成许多部分。在这种情况中，示例脚本将删除完整正常的机器人预制件，并替换为残骸机器人预制件。这种残骸预制件由机器人的单独破碎部分组成，每个部分都具有自己的刚体和粒子系统。通过这种方法，只需一行代码即可将机器人炸成许多碎片，这种情况下会将原始游戏对象替换为一个残骸预制件。

以下各节说明如何实现这些情况。

构建结构

可以使用代码几乎立即在特定配置中创建预制件的许多副本。使用代码以这种方式生成结构的过程称为程序化生成。以下示例将创建一堵墙的实例。

要尝试该示例，请创建以下脚本，将其命名为 Wall，并将其放置在场景中的空游戏对象上。

using UnityEngine;
public class Wall : MonoBehaviour
{
   public GameObject block;
   public int width = 10;
   public int height = 4;
  
   void Start()
   {
       for (int y=0; y<height; ++y)
       {
           for (int x=0; x<width; ++x)
           {
               Instantiate(block, new Vector3(x,y,0), Quaternion.identity);
           }
       }       
   }
}

完成上述操作后，应该会在 Inspector 中看到 Block 变量，字段中包含文字 None。值为“None”表示还没有为该变量分配任何预制件。

在将预制件分配给 Block 变量之前，以上示例脚本将无效。要创建一个简单的 Block 预制件，请执行以下操作：

1. 选择 GameObject > 3D Object > Cube。

2. 将立方体从 Hierarchy 窗口中拖入 Project 窗口中的 Assets 文件夹。****这将创建一个预制件资源。

3. 将预制件重命名为“Block”。

4. 现在 Block 预制件作为资源存在了，因此可以安全地从层级视图中删除立方体。

现在已经创建了 Block 预制件，接下来可以将其分配给 Block 变量。选择原始游戏对象（附加了“Wall”脚本的游戏对象）。然后将“Block”预制件从 Project 窗口 拖入“Block”变量字段（其中显示“None”）。

完成此设置后，单击 Play 就会看到 Unity 使用预制件来构建一堵墙：

这是一种可以在 Unity 中反复使用的灵活工作流程模式。因为在此脚本中使用的是预制件，所以无需改动脚本即可轻松替换或编辑预制件来修改墙的砖块属性。还可以在场景中的其他游戏对象上使用 Wall 脚本，并为这些游戏对象分配不同的预制件，以使用不同类型的预制件构建各种墙。

可以使用代码将游戏对象放置在网格、圆形图案、随机分散的形状或任何其他配置中（只要您认为适合所要创建的任何游戏或应用程序）。下面是另一个示例，显示了如何以圆形形式放置实例：

using UnityEngine;
public class CircleFormation : MonoBehaviour
{
   // 以圆形形式实例化预制件
   public GameObject prefab;
   public int numberOfObjects = 20;
   public float radius = 5f;
   void Start()
   {
       for (int i = 0; i < numberOfObjects; i++)
       {
           float angle = i * Mathf.PI * 2 / numberOfObjects;
           float x = Mathf.Cos(angle) * radius;
           float z = Mathf.Sin(angle) * radius;
           Vector3 pos = transform.position + new Vector3(x, 0, z);
           float angleDegrees = -angle*Mathf.Rad2Deg;
           Quaternion rot = Quaternion.Euler(0, angleDegrees, 0);
           Instantiate(prefab, pos, rot);
       }
   }
}

实例化飞弹和爆炸

在此情况中：

1. 玩家按下发射按钮时，“Launcher”游戏对象将实例化一个飞弹预制件。该预制件包含一个网格、一个刚体和一个碰撞体，因此它可以在空中飞行并检测何时发生碰撞。

2. 飞弹与物体碰撞，然后实例化爆炸预制件。爆炸预制件包含粒子系统效果，以及一个对周围游戏对象施力的脚本。

按照与上面的 Block 预制件相同的方式，无论飞弹预制件有多复杂，仅用一行代码即可实例化飞弹。在实例化预制件之后，还可以修改实例化的游戏对象的任何属性。例如，可以设置飞弹的刚体的速度。

除了易于使用之外，还可以稍后修改预制件，而无需改动代码。因此，如果飞弹为火箭，那么稍后可以添加粒子系统，从而产生云迹。完成此操作后，所有实例化的火箭都会具有粒子轨迹。

以下脚本显示了如何使用 Instantiate() 函数来发射飞弹。

using UnityEngine;
public class FireProjectile : MonoBehaviour
{
    public Rigidbody projectile;
    public float speed = 4;
    void Update()
    {
        if (Input.GetButtonDown("Fire1"))
        {
            Rigidbody p = Instantiate(projectile, transform.position, transform.rotation);
            p.velocity = transform.forward * speed;
        }
    }
}

在代码中，预制件变量类型是刚体，而不是游戏对象。这样有两个有用的效果：

1. 只能为此变量分配具有刚体组件的游戏对象。这很有用，因为它有助于确保您为变量分配了正确的游戏对象。

2. Instantiate 方法返回对新实例上的刚体组件的引用。这很有用，因为这样可以轻松地在实例化刚体之后立即设置刚体的速度。

生成公共预制件变量时，变量类型可以是游戏对象，也可以是任何有效的组件类型（内置的 Unity 组件或您自己的 MonoBehaviour 脚本之一）。

对于游戏对象类型的变量，可以将任何游戏对象分配给该变量，并且 Instantiate 函数将返回对新游戏对象实例的引用。

对于组件类型变量（例如刚体、碰撞体和光源），只能将该组件类型的游戏对象分配给变量，并且 Instantiate 函数将返回新游戏对象实例上对该特定组件的引用。

以下脚本（放置在飞弹预制件上）执行以下操作：在飞弹碰撞物体后，在飞弹的当前位置实例化爆炸，然后删除飞弹游戏对象。

using UnityEngine;
public class Projectile : MonoBehaviour
{
   public GameObject explosion;
   void OnCollisionEnter()
   {
       Instantiate(explosion,transform.position,transform.rotation);
       Destroy(gameObject);
   }
}

请注意，上图中显示了在运行模式下运行的脚本，实例化的游戏对象出现在层级视图中，并在名称后附加了文字“(Clone)”。

用布娃娃或残骸替换角色

在游戏中，通常可能会希望将角色、车辆、建筑物或其他资源从“完好无损”状态切换到“损毁”状态。通常的做法不是尝试修改游戏对象的完好无损版本（例如删除脚本、添加刚体组件等），而是删除整个完好无损游戏对象并将其替换为实例化的损毁预制件，这样做的效率会更高得多。这样可以提供很大的灵活性。可以对损毁版本使用其他材质、附加完全不同的脚本或者实例化某个预制件（其中包含分解为不同部分的游戏对象，用于模拟原始游戏对象破碎的残骸版本）。只需一次调用 Instantiate() 就可以实现上述任意方案，从而将损毁版本引入场景中，同时删除原始游戏对象。

最重要的是，您可以创建损毁版本，然后通过与原始游戏对象完全不同的游戏对象来对损毁版本执行 Instantiate()。例如，要创建一个可破坏的机器人，需要对两个版本进行建模：一个版本包含单个游戏对象（附加了网格渲染器

以及用于机器人移动的脚本），另一个版本包含多个可以由物理系统单独控制的骨骼部件。使用仅包含一个游戏对象的模型时，游戏运行速度更快，因为模型包含的三角形数量较少，因此其渲染速度比具有许多小部件的机器人要快。此外，机器人四处自由走动时，没有理由将机器人拆分为单独部件。

要构建残骸机器人预制件，可以执行以下操作：

1. 在偏好的 3D 建模软件中适用大量不同的骨架部件对机器人建模，然后将机器人导出到 Unity 项目的 Assets 文件夹中。

2. 在 Unity Editor 中创建一个空场景。

3. 将模型从 Project 窗口拖入空场景中。

4. 通过选中所有部件并选择 Component > Physics > Rigidbody，将刚体添加到所有部件。

5. 通过选中所有部件并选择 Component > Physics > Mesh Collider（启用 Convex 选项以获得更快的性能），将碰撞体添加到所有部件。

6. 确保将残骸机器人的所有部件设为单个根游戏对象的子代。

7. 要获得额外的特殊效果，请将类似烟雾的粒子系统添加为每个部件的子游戏对象。

8. 现在获得了一个具有多个可爆炸部件的机器人。这些部件可能会掉落到地面，因为它们受物理原理控制，并且每个部件都会产生一个粒子轨迹（由于附加了粒子系统）。

9. 单击 Play 来预览模型的反应并进行任何必要的调整。

10. 将根游戏对象拖动到 Project 窗口的 Assets 文件夹内以创建一个新的预制件。

以下示例演示了如何在代码中对上述步骤建模。

using UnityEngine;
public class WreckOnCollision : MonoBehaviour
{
   public GameObject wreckedVersion;
   // 每帧调用一次 Update
   void OnCollisionEnter()
   {
       Destroy(gameObject);
       Instantiate(wreckedVersion,transform.position,transform.rotation);
   }
}

可以从此处下载包含上述所有示例的项目： InstantiatingPrefabsExamples.zip