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Die Autoren:

Carsten Seifert,Süderbrarup, www.hummelwalker.de
Jan Wislaug, Witten, www.jan-wislaug.de

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Lektorat: Sylvia Hasselbach
Erstellung der Dateien für das Beispiel-Game: Alexej Bodemer, Stuhr, www.alexejbodemer.de
Umschlagdesign: Marc Müller-Bremer, München, www.rebranding.de
Umschlagrealisation: Stephan Rönigk
Gesamtherstellung: Kösel, Krugzell
Printed in Germany

ISBN 978-3-446-45197-1
E-Book ISBN 978-3-446-45368-5

Verwendete Schriften: SourceSansPro und SourceCodePro (Lizenz)
CSS-Version: 1.0

Copyright 2010, 2012, 2014 Adobe Systems Incorporated (http://www.adobe.com/), with Reserved Font Name 'Source'. All Rights Reserved. Source is a trademark of Adobe Systems Incorporated in the United States and/or other countries. This Font Software is licensed under the SIL Open Font License, Version 1.1. This license is copied below, and is also available with a FAQ at: http://scripts.sil.org/OFL ----------------------------------------------------------- SIL OPEN FONT LICENSE Version 1.1 - 26 February 2007 ----------------------------------------------------------- PREAMBLE The goals of the Open Font License (OFL) are to stimulate worldwide development of collaborative font projects, to support the font creation efforts of academic and linguistic communities, and to provide a free and open framework in which fonts may be shared and improved in partnership with others. The OFL allows the licensed fonts to be used, studied, modified and redistributed freely as long as they are not sold by themselves. The fonts, including any derivative works, can be bundled, embedded, redistributed and/or sold with any software provided that any reserved names are not used by derivative works. The fonts and derivatives, however, cannot be released under any other type of license. The requirement for fonts to remain under this license does not apply to any document created using the fonts or their derivatives. DEFINITIONS "Font Software" refers to the set of files released by the Copyright Holder(s) under this license and clearly marked as such. This may include source files, build scripts and documentation. "Reserved Font Name" refers to any names specified as such after the copyright statement(s). "Original Version" refers to the collection of Font Software components as distributed by the Copyright Holder(s). "Modified Version" refers to any derivative made by adding to, deleting, or substituting -- in part or in whole -- any of the components of the Original Version, by changing formats or by porting the Font Software to a new environment. "Author" refers to any designer, engineer, programmer, technical writer or other person who contributed to the Font Software. PERMISSION & CONDITIONS Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of the Font Software, to use, study, copy, merge, embed, modify, redistribute, and sell modified and unmodified copies of the Font Software, subject to the following conditions: 1) Neither the Font Software nor any of its individual components, in Original or Modified Versions, may be sold by itself. 2) Original or Modified Versions of the Font Software may be bundled, redistributed and/or sold with any software, provided that each copy contains the above copyright notice and this license. These can be included either as stand-alone text files, human-readable headers or in the appropriate machine-readable metadata fields within text or binary files as long as those fields can be easily viewed by the user. 3) No Modified Version of the Font Software may use the Reserved Font Name(s) unless explicit written permission is granted by the corresponding Copyright Holder. This restriction only applies to the primary font name as presented to the users. 4) The name(s) of the Copyright Holder(s) or the Author(s) of the Font Software shall not be used to promote, endorse or advertise any Modified Version, except to acknowledge the contribution(s) of the Copyright Holder(s) and the Author(s) or with their explicit written permission. 5) The Font Software, modified or unmodified, in part or in whole, must be distributed entirely under this license, and must not be distributed under any other license. The requirement for fonts to remain under this license does not apply to any document created using the Font Software. TERMINATION This license becomes null and void if any of the above conditions are not met. DISCLAIMER THE FONT SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT OF COPYRIGHT, PATENT, TRADEMARK, OR OTHER RIGHT. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDER BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, INCLUDING ANY GENERAL, SPECIAL, INDIRECT, INCIDENTAL, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF THE USE OR INABILITY TO USE THE FONT SOFTWARE OR FROM OTHER DEALINGS IN THE FONT SOFTWARE.

Für viele von uns sind Computerspiele und Handygames heutzutage allgegenwärtige Wegbegleiter. Egal ob auf dem Smartphone, dem Tablet, installiert auf dem heimischen PC oder direkt aufgerufen im Browser werden sie von uns täglich genutzt. Manchmal dienen sie als Zeitvertreib, bis der nächste Bus kommt, manchmal sind sie aber auch Bestandteil eines intensiven Hobbys.

Aber nicht nur das Spielen kann Spaß machen, auch das Entwickeln dieser Games kann begeistern. Sowohl im Freizeitbereich als auch in der Arbeitswelt wird der Beruf des Spieleentwicklers immer beliebter. Es ist also kein Wunder, dass mittlerweile viele, teilweise sogar staatlich anerkannte, Studiengänge existieren, die sich dem Entwickeln von Computerspielen widmen.

In diesem Buch möchten wir Ihnen Unity, eine weit verbreitete Entwicklungsumgebung für Computerspiele und auch andere Anwendungen, näherbringen. Wir erklären und erläutern ausführlich, wie Sie mit diesem Werkzeug Spiele entwickeln können. Dabei richtet sich das Buch sowohl an Einsteiger und Umsteiger als auch an Spieleentwickler, die mit Unity nun richtig durchstarten möchten.

Als ursprünglicher Autor dieses Buches möchte ich, Carsten Seifert, mich an dieser Stelle ganz besonders bei meiner Frau Cornelia bedanken, die mich während des Schreibens so geduldig unterstützt hat und mir jederzeit beim Formulieren und Korrigieren hilfsbereit zur Seite stand.

Weiter möchte ich Sieglinde Schärl, Kristin Rothe und dem gesamten Hanser-Verlag-Team danken, die mir nicht nur das Schreiben dieses Buches ermöglicht haben, sondern auch bei der Arbeit an den ersten beiden Auflagen des Buches jederzeit mit Rat und Tat zur Seite standen.

Auch danke ich ganz herzlich Alexej Bodemer, der für das Beispiel-Game dieses Buches alle 3D-Modelle, Texturen und Musikdateien entworfen und zur Verfügung gestellt hat.

Ich, Jan Wislaug, möchte mich als überarbeitender Autor vor allem bei Sylvia Hasselbach vom Hanser Verlag bedanken. Sie stand mir bei der Arbeit an der dritten Auflage immer freundlich mit Rat und Tat beiseite.

Darüber hinaus danke ich Carsten Seifert für die gute Zusammenarbeit und dafür, dass sich sein Werk dank der guten Struktur so toll überarbeiten ließ.

Zusammen möchten wir beide Will Goldstone und Unity Technologies danken, die uns die bis dato aktuellsten Beta-Versionen zur Verfügung gestellt haben.

Nicht zuletzt danken wir auch der gesamten Community, die zum einen Carsten Seifert auf seinem Blog und seinen sozialen Kanälen begleitet hat und zum anderen Jan Wislaug bei seiner Überarbeitung auf die neue Unity-Version unterstützte.

Carsten Seifert und Jan Wislaug

im Juli 2017

Computerspiele gehören heutzutage zu den beliebtesten Freizeitgestaltungen unserer Zeit. Mit Zunahme der Popularität ist aber auch der Anspruch an diese Spiele gestiegen. Während in den ersten Jahren bis Jahrzehnten dieser jungen Branche noch ein einziger Programmierer ausreichte, um alle notwendigen Aufgaben zu erledigen, werden anspruchsvolle Computerspiele heutzutage meist von großen Teams umgesetzt. Hier arbeiten 3D-Modellierer, Grafiker, Sounddesigner, Level-Designern und natürlich auch Programmierer aus unterschiedlichen Sparten Hand in Hand.

Um den stetig wachsenden Ansprüchen zu genügen, sind aber auch die Werkzeuge der Entwickler ständig mitgewachsen. Eines dieser Werkzeuge ist Unity. Unity ist eine Spieleentwicklungsumgebung für Windows- und Mac OS X-Systeme und wird von der aus Dänemark stammenden Firma Unity Technologies entwickelt. Mit ihr können Sie sowohl interaktive 3D- als auch 2D-Inhalte erstellen. Wir sprechen deshalb von Inhalten und nicht nur von Spielen, weil Unity zwar eigentlich für die Entwicklung von 3D-Spielen gedacht war, mittlerweile aber auch immer häufiger Anwendung in anderen Bereichen findet. So wird es beispielsweise für Architekturvisualisierungen genutzt, im E-Learning-Bereich eingesetzt oder in der Digital-Signage-Branche für das Erstellen digitaler Werbe- und Informationssysteme genommen.

Da Unity ursprünglich für die Entwicklung von 3D-Spielen konzipiert wurde, lautet die Internet-Adresse der Firma unity3d.com. Dies ist der Grund, weshalb die Entwicklungssoftware auch gerne mal „Unity3D“ genannt wird, was aber eben nicht ganz korrekt ist.

1.1	Multiplattform-Publishing

Eine besondere Stärke von Unity ist die Unterstützung von Multiplattform-Publishing. Das bedeutet, dass Sie in Unity ein Spiel einmal entwickeln können, das Sie dann aber für mehrere Plattformen exportieren können. Aktuell werden mehr als 25 Plattformen unterstützt, die sich grob in folgende Kategorien einteilen lassen:

Die sogenannten „Standalones“. Hierzu gehören: Windows Desktop, Mac, Linux (und Steam OS)
Die mobilen Smartphone-/Tablet-Plattformen: iOS, Android, Windows Phone, Fire OS
Die Spielekonsolen: PlayStation 4, PlayStation Vita, Xbox One, Nintendo Switch, Wii U, Nintendo 3DS
Die Kategorie „Smart-TV“. Hier werden folgende Systeme unterstützt: AndroidTV, Samsung SMART-TV, tvOS

In Verbindung mit diesen Plattformen bietet Unity die Möglichkeit, Inhalte direkt für verschiedene Virtual-Reality-Systeme zu entwickeln. Hierzu gehören: Occulus-Rift, Google-Cardboard, Steam-VR, Playstation-VR, Gear-VR, Microsoft Hololens und Daydream.

Auch für Web-Inhalte bietet Unity entsprechende Features. Mit der Plattform „WebGL“, die im Browser läuft und auf HTML5 basiert, können Sie Nutzern direkten Zugriff auf Ihre Inhalte geben.

Bei den erwähnten Spielekonsolen müssen Sie allerdings noch eine Einschränkung beachten: Sie müssen hier extra Lizenzen erwerben, die zum einen nicht günstig und zum anderen nur für Firmen verfügbar sind, die von den jeweiligen Konsolenherstellern auch als Entwickler akzeptiert wurden. Deshalb werden wir die Konsolenentwicklung in diesem Buch auch außen vor lassen und nicht näher beleuchten.

1.2	Das kann Unity (nicht)

Unity bringt eine ganze Reihe an nützlichen Werkzeugen mit, um Spiele und andere 2D- und 3D-Anwendungen zu entwickeln. So gibt es neben einer ausgeklügelten Physik-Engine auch Tools für Partikeleffekte, zur Landschaftsgestaltung oder auch für Animationen. Außerdem wird Unity mit einer extra angepassten Version der Softwareentwicklungsumgebung MonoDevelop ausgeliefert, in der die Programmierung umgesetzt und das Debugging vorgenommen werden kann.

Eines ist Unity allerdings nicht: Es ist keine 3D-Modellierungssoftware. Unity bietet zwar von Haus aus einige 3D-Grundobjekte an, sogenannte Primitives, die für kleinere Aufgaben genutzt werden können, aber für richtige Modellierungsaufgaben sollten Sie auf die dafür entwickelten Spezialtools wie 3ds Max oder das kostenlose Blender zurückgreifen.

1.3	Lizenzmodelle

Sie haben die Möglichkeit, auf verschiedene Modelle zurückzugreifen, wenn Sie Unity nutzen möchten. Zum eine gibt es eine komplett kostenfreie Variante, welche bereits alle oben genannten Zielplattformen unterstützt und eine komplette Spieleentwicklung bis hin zum fertigen Spiel erlaubt. Es gibt jedoch auch einige Einschränkungen, die sich allerdings nur auf erweiterte oder visuelle Features beziehen. So müssen Sie zum Beispiel auf die dunkle Oberfläche (Skin) Ihres Unity-Programms verzichten oder haben auch keinen Zugriff auf den Premium-Support von Unity.

Bei der kostenpflichtigen Variante unterscheidet man die drei Abo-Modelle „Plus“, „Pro“ und „Enterprise“, welche jeweils monatlich zu bezahlen sind. Je teurer das Abo ist, umso mehr Funktionen stehen zur Verfügung.

Da sowohl die kostenfreie als auch die kostenpflichtige Edition kommerziell genutzt werden darf, gibt es beim Einsatz der kostenlosen Version die Vorgabe, dass nur Firmen bzw. Entwickler diese einsetzen dürfen, die nicht mehr als 100.000 US-Dollar Umsatz in einem Geschäftsjahr machen.

1.4	Aufbau und Ziel des Buches

Mit diesem Buch werden Sie lernen, auf Basis von Unity eigene 2D- und 3D-Spiele zu entwickeln. Sie werden sich mit den unterschiedlichen Tools der Game Engine vertraut machen und die Skript-Programmierung erlernen. Dabei steht aber nicht das Ziel im Fokus, wirklich jede einzelne Funktion und Möglichkeit zu beleuchten, die Unity dem Entwickler anbietet. Vielmehr zeigen wir Ihnen, wie die unterschiedlichen Bereiche von Unity funktionieren und miteinander zusammenarbeiten. Denn der Funktionsumfang dieser Spieleentwicklungsumgebung ist mittlerweile so umfangreich geworden, dass es gar nicht mehr möglich ist, alle Tools und deren Möglichkeiten bis ins letzte Detail in einem einzigen Buch ausführlich zu behandeln. Daher liegt der Schwerpunkt auf den Kernfunktionen und wichtigen Optimierungstechniken, die in Unity für die 2D- und 3D-Spieleentwicklung bereitgestellt werden, ergänzt um Anwendungsbeispiele und Praxistipps.

Möchten Sie weiter in die Tiefe eines speziellen Tools gehen oder mehr Informationen zu bestimmten Scripting-Klassen erhalten, empfehlen wir Ihnen die mit Unity mitgelieferten Hilfe-Dokumente, die Sie über das Help-Menü erreichen. Dort finden Sie sowohl ein ausführliches Manual über die in Unity integrierten Tools sowie eine Scripting-Referenz über alle Unity-Klassen und deren Möglichkeiten. Letztere finden Sie auch über die Hilfe von MonoDevelop, der mitgelieferten Programmierumgebung.

Spieleentwicklung wird häufig auch als Spieleprogrammierung bezeichnet, auch wenn viele Aufgaben in der Spieleentwicklung heutzutage nicht mehr programmiert, sondern mithilfe von Tools erledigt werden. Nichtsdestotrotz ist der Programmieranteil bei der Entwicklung eines Spiels doch immer noch sehr hoch. Deshalb wird auch das Buch zunächst mit zwei größeren programmierbezogenen Kapiteln beginnen. Das erste behandelt allgemeine Grundlagen der Programmierung, das zweite geht auf die Unity-spezifischen Themen ein. Erst danach werden wir in die 3D-Welt von Unity eintauchen und die verschiedenen Werkzeuge behandeln. Der Aufbau ist deshalb so gewählt, weil wir in den folgenden Kapiteln immer wieder kleinere Skript-Beispiele zeigen, die Einsatzmöglichkeiten in der Praxis demonstrieren.

Ganz grundsätzlich ist die Reihenfolge der einzelnen Kapitel so gewählt, dass die Inhalte aufeinander aufbauen. Aus diesem Grund kommen auch erst zum Ende des Buches die beiden Beispiel-Games, eines für 2D und eines für 3D. In diesen werden alle angesprochenen Themen noch einmal aufgegriffen und die gesamten Zusammenhänge in der Praxis gezeigt. Nichtsdestotrotz können Sie gerne diese Kapitel auch vorziehen. Speziell das 2D-Spiel eignet sich hierfür gut.

Im Buch werden wir Hinweiskästen, wie den obigen, einsetzen, um Hinweise und Tipps zu geben. Je nach Typ des Hinweises werden diese mit unterschiedlichen Icons ausgezeichnet.

Hinweise zu weiterführenden Inhalten im InternetPraxistippsAllgemeine Hinweise

1.5	Weiterentwicklung von Unity

Die Spieleindustrie gehört zu den Branchen, die sich aktuell am schnellsten verändern. Kein Wunder also, dass auch Unity ständig weiterentwickelt wird und neue Funktionen erhält. Sollten Sie Unterschiede zwischen dem Buch und Ihrer Unity-Version erkennen, wird dies sicher der ständigen Weiterentwicklung von Unity geschuldet sein.

Aber nicht nur der Funktionsumfang wird ständig weiterentwickelt, auch das Lizenzmodell von Unity ist nicht von Veränderungen ausgeschlossen. In den letzten Jahren hat sich dieses zunehmend geändert. Seit es die kostenlose Version von Unity gibt, wurde deren Funktionsumfang gravierend erweitert (genauso wie der der Pro-Version). So standen anfangs nur Basisfunktionalitäten zur Verfügung. Später kamen dann die Mobile-Export-Möglichkeiten hinzu, bis 2015 schließlich auch alle anderen Pro-Features der Engine in die kostenlose Version integriert wurden, wobei noch eine Ausnahme besteht. So lässt die Personal Edition mittlerweile zwar den Customizable Splash Screen zu, aber es erscheint vor jedem Spiel, das mit dieser Version erstellt wurde, immer noch der Unity-Schriftzug. Besitzen Sie allerdings Unity Professional, können Sie auch das anpassen.

Aktuell arbeitet Unity mit Facebook zusammen, um die Plattform „Facebook Gameroom“ weiter voranzubringen. Auch der Bereich „Virtual Reality“ wird kontinuierlich ausgebaut. In kommenden Versionen der Software wird sich also immer wieder etwas tun, um ein noch breiteres Spektrum an Funktionen zu bieten. Auf der Firmen-Website von Unity Technologies können Sie sich immer über den aktuellen Entwicklungstand informieren.

1.6	Online-Zusatzmaterial

Auf einer Unterseite meiner Homepage stelle ich Ihnen einen Bereich zur Verfügung, in dem Sie Zusatzmaterialien erhalten. Im oberen, für jedermann sichtbaren Abschnitt, befindet sich eine Sammlung an kleinen Ausbesserungen und Hinweisen zum Buch. Darunter finden Sie die Beispielprojekte, welche aber nur nach einem erfolgreichen Login sichtbar sind.

Passwortgeschützter Bereich für ZusatzmaterialienZusatzmaterialien zum Buch

URL: http://jan-wislaug.de/Unitybuch_ZusatzMaterialien.htm

Benutzername: Leser

Passwort: Unity5Buch!

In dem geschützten Bereich finden Sie Links zu Projektdaten unter anderem für:

Ein touch-basiertes 2D-Beispiel-Game mit allen dazugehörigen Ressourcen

Ein 3D-Beispiel-Game (Dungeon Crawler) mit allen dazugehörigen Ressourcen

Ein Anwendungsbeispiel für eine Auto-Steuerung inklusive eines 3D-Modells mit zusätzlichen Skripten

Ein Beispiel für eine Sprite-Animation

Ein Anwendungsbeispiel für Parallax Scrolling

Eine Vorlage für ein einfaches Übungsprojekt

Außerdem finden Sie auf der Webseite www.hummelwalker.de einige Video-Tutorials zu Unity 5.