Class 9 - Platformer Part 3: Audio, UI & Data Persistence

本节课我们将完成 Platformer 游戏的收尾工作，包括：修复子弹碰撞问题、完善跳跃动画状态机、引入音效系统、实现积分与数据持久化，以及构建完整的暂停菜单系统。

Class 9 Overview

修复子弹与玩家的碰撞问题
完善跳跃动画过渡
实现音效系统 (Audio System)
添加积分系统与数据持久化 (PlayerPrefs)
构建暂停菜单与子菜单
实现游戏暂停机制

1. 修复子弹与玩家的碰撞问题

1.1 问题回顾

上节课遗留了一个问题：子弹发射后会立即与玩家发生碰撞，导致子弹被销毁或推开玩家。

问题原因：
虽然在 Edit -> Project Settings -> Physics 2D 中设置了碰撞矩阵，禁用了 Player 和 PlayerProjectile 之间的碰撞，但 Player 物体的 Layer 没有正确设置为 Player。

1.2 解决方案

选中场景中的 Player 物体
在 Inspector 窗口将 Layer 设置为 Player
如果有提示，选择 Yes, change children 将设置应用到所有子物体

现在可以取消注释 Projectile.cs 中的销毁代码，测试子弹发射功能。

Debug 经验总结

当遇到 bug 时，应该按照逻辑顺序逐步检查：

确认问题的具体表现
分析问题的可能成因
按照数据流向逐一排查相关设置

2. 完善跳跃动画过渡

2.1 上节课内容回顾

上节课我们实现了 Idle 和 Walk 之间的动画过渡，使用 Speed 参数控制切换。本节课需要添加 Jump 动画的过渡逻辑。

射线检测逻辑补充说明：
使用射线检测脚下地面的方案同时解决了两个问题：

头顶接触到 Ground 层也会重置跳跃次数
OnCollisionStay 与 Update 在同一帧的执行顺序问题

当玩家起跳时，即使 OnCollisionStay2D 仍被调用（物理系统认为玩家还在地面上），但由于射线长度（0.85f）只有角色身高的一半，当 Update 执行起跳后，玩家脚底已经离地，射线无法触及地面，因此不会进入 if 判断重置 jumpsLeft。

2.2 创建跳跃动画过渡

打开 Window -> Animation -> Animator
创建从 Any State 到 Jump 的过渡：
- 右键点击 Any State
- 选择 Make Transition
- 点击 Jump 状态
配置过渡属性：
- 取消勾选 Has Exit Time
- 取消勾选 Fixed Duration
- 将 Transition Duration 设置为 0
在 Parameters 中添加新参数：
- 类型：Int
- 名称：JumpsLeft
设置过渡条件：
- 在 Any State -> Jump 的过渡中添加条件：JumpsLeft Less 2

Can Transition To Self?

在 Jump 状态的设置中，有一个选项叫 Can Transition To Self（可以过渡到自己），默认是勾选的。

这个选项的作用：当执行，如二段跳等动作时，即使已经在 Jump 动画状态中，也可以重新播放 Jump 动画。如果 Jump 动画包含“下蹲蓄力”的过程，这个选项可以让二段跳也播放完整的起跳动作。

本教程中 Jump 动画只有一帧，所以勾不勾选都没有影响。

2.3 创建落地过渡

创建从 Jump 到 Idle 的过渡：

右键点击 Jump 状态，创建到 Idle 的过渡
取消 Has Exit Time 和 Fixed Duration
Transition Duration 设置为 0
添加条件：JumpsLeft Greater 1（表示已经落地）

为什么不创建 Jump 到 Walk 的过渡？

因为我们已经有了 Idle 到 Walk 的过渡（通过 Speed 参数判断）。当角色落地变为 Idle 后，如果正在移动，会立即切换到 Walk，视觉效果与直接从 Jump 切换到 Walk 基本一致。

2.4 在代码中同步动画参数

在 PlayerController.cs 的 Update 函数中同步 JumpsLeft 参数：

PlayerController.cs

if(Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
{
	if(jumpsLeft > 0)
	{
		jumpsLeft--;
		_rigidbody2D.AddForce(Vector2.up * 15f, ForceMode.Impulse);
	}
}
animator.SetInteger("JumpsLeft", jumpsLeft);

为什么这次在 Update 而不是 FixedUpdate 中更新参数？

上节课我们在 FixedUpdate 中更新 Speed 参数，是因为需要获取 Rigidbody2D.linearVelocity（物理引擎管理的属性）。

而 jumpsLeft 是我们自己声明的变量，在 Update 中更新，不涉及物理系统，因此没有必要放在 FixedUpdate 中。

2.5 匹配动画播放速度与移动速度

为了避免"滑步"现象（移动速度与动画播放速度不匹配），可以根据实际速度调整动画播放速度：

PlayerController.cs
void FixedUpdate()
{
    animator.SetFloat("Speed", _rigidbody2D.velocity.magnitude);

	if(_rigidbody2D.velocity.magnitude > 0)
	{
		animator.speed = _rigidbody2D.velocity.magnitude / 3f;
	} else {
		animator.speed = 1f;
	}
}

3. 实现音效系统 (Audio System)

3.1 导入音频素材

将三个 .wav 音频文件导入到 Assets/Audio/ 文件夹：

shoot.wav - 发射子弹音效
hit.wav - 击中目标音效
miss.wav - 未击中目标音效

Audio Files

3.2 Unity 音频系统基础概念

Unity 的音频系统包含三个主要组件：

Audio Clip（音频资源）：导入的音频文件素材
Audio Source（音频源）：用于播放声音的组件
Audio Listener（音频监听器）：用于接收声音的组件，相当于玩家的"耳朵"

Audio Listener 的重要规则

每个场景中同一时间只能有一个激活的 Audio Listener
通常挂载在 Main Camera 上
如果场景中有多个 Listener 被激活，Unity 会报错
如果需要切换 Listener，必须先禁用当前的再启用新的

3.3 为子弹添加发射音效

选中 Projectile Prefab，添加 Audio Source 组件
配置 Audio Source 属性：
- 勾选 Play On Awake（子弹生成时立即播放）
- Audio Clip：拖拽 shoot.wav 到此槽位
- Spatial Blend：设置为 0 (2D)

Spatial Blend: 2D vs 3D

2D (值为 0)：声音不受距离影响，音量恒定，适合 2D 游戏
3D (值为 1)：声音根据 Audio Listener 与 Audio Source 的距离变化，产生立体声效果

为什么 2D 游戏就得用 2D 模式？

2D 游戏没有 Z 轴深度，但摄像机的 Z 坐标通常是 -10
使用 3D 模式可能导致距离计算错误，产生意外的音量变化
如果需要在 2D 中模拟距离效果，应通过代码控制 audioSource.volume

3.4 创建 SoundManager 管理全局音效

问题分析：
hit 和 miss 音效需要在子弹碰撞时播放，但子弹碰撞后会立即被销毁（包括其上的所有组件）。在这种实现情况下，子弹永远无法播放完整的音效。

解决方案：
创建一个独立的 SoundManager 物体来管理全局音效。

在场景中创建一个空物体，命名为 SoundManager
为其添加两个 Audio Source 组件
创建新脚本 SoundManager.cs 并挂载到 SoundManager 物体上：

SoundManager.cs
namespace Platformer
{
    public class SoundManager : MonoBehaviour
    {
        public static SoundManager instance;	// 跨类访问用的单例

        AudioSource audioSource;
		public AudioClip missSound;
		public AudioClip hitSound;

        void Awake()
        {
            instance = this;
        }

        void Start()
        {
            audioSource = GetComponent<AudioSource>();
        }

		// 播放击中音效
		public void PlaySoundHit()
		{
			audioSource.PlayOneShot(hitSound);
		}

		// 播放未击中音效
		public void PlaySoundMiss()
		{
			audioSource.PlayOneShot(missSound);
		}
    }
}

PlayOneShot vs Play

Play(): 会停止当前正在播放的音效，然后播放新音效
PlayOneShot(AudioClip): 不会打断当前音效，可以同时播放多个音效，适合短促的游戏音效

在 Unity 编辑器中：
- 将 hit.wav 拖拽到 hitSound 槽位
- 将 miss.wav 拖拽到 missSound 槽位

3.5 在碰撞时触发音效

在 Projectile.cs 中调用 SoundManager 的方法：

Projectile.cs
private void OnCollisionEnter2D(Collision2D other)
{
    // 检测是否击中目标
    if (other.gameObject.GetComponent<Target>() != null)
    {
        SoundManager.instance.PlaySoundHit();
    }
    else if (other.gamObject.layer == LayerMask.NameToLayer("Ground"))
    {
        SoundManager.instance.PlaySoundMiss();
    }

    Destroy(gameObject);
}

4. 添加积分系统与数据持久化

4.1 实现积分系统

在 PlayerController.cs 中添加积分相关代码：

PlayerController.cs
using TMPro;

namespace Platformer
{
    public class PlayerController : MonoBehaviour
    {
        public static PlayerController instance;

		// .. previous outlets

		// new outlets
        public TMP_Text score_UI;

		// state tracking
		public int jumpsLeft;
		public int score;

		void Awake()
		{
			instance = this;
		}

		void Update() {
			// update UI
			score_UI.text = score.ToString();
		}
    }
}

在 Target.cs 中，击中目标时增加分数：

Target.cs
private void OnCollisionEnter2D(Collision2D other)
{
    if (other.gameObject.GetComponent<Projectile>() != null)
    {
        // 增加分数
        PlayerController.instance.score++;
        Destroy(gameObject);
    }
}

4.2 创建积分 UI

在 Hierarchy 中右键：UI -> Text - TextMeshPro
配置 Text 属性：
- 设置锚点为顶部中心
- 调整位置和大小
- 设置字体大小和颜色
- 文本内容：Score: 0
选中 Canvas，设置 Canvas Scaler：
- UI Scale Mode: Scale With Screen Size
- Reference Resolution: 1920 x 1080
将 Text 对象拖拽到 Player 的 scoreUI 槽位

4.3 使用 PlayerPrefs 实现数据持久化

PlayerPrefs 是 Unity 提供的简单本地存储系统，可以保存少量的键值对数据。

存储机制：

Windows：写入注册表
macOS：创建 .plist 文件存储在用户目录下
数据在游戏关闭后依然保留

在 Target.cs 中，每次更新分数时保存：

Target.cs
private void OnCollisionEnter2D(Collision2D collision)
{
    if (collision.gameObject.GetComponent() != null)
    {
        // 增加分数
        PlayerController.instance.score += 10;

        // 新增代码在这一行：保存分数到本地
        PlayerPrefs.SetInt("Score", PlayerController.instance.score);

        Destroy(gameObject);
    }
}

在 PlayerController.cs 的 Start 函数中读取保存的分数：

PlayerController.cs
void Start()
{
    _rigidbody2D = GetComponent<Rigidbody2D>();
	sprite = GetComponent<SpriteRenderer>();
    _animator = GetComponent<Animator>();

    // 新增代码在这一行：从本地读取保存的分数，如果不存在则默认为 0
    score = PlayerPrefs.GetInt("Score", 0);
}

PlayerPrefs 常用方法

SetInt(string key, int value): 保存整数
SetFloat(string key, float value): 保存浮点数
SetString(string key, string value): 保存字符串
GetInt(string key, int defaultValue): 读取整数，不存在则返回默认值
GetFloat(string key, float defaultValue): 读取浮点数
GetString(string key, string defaultValue): 读取字符串
DeleteKey(string key): 删除指定键值对
DeleteAll(): 删除所有保存的数据

5. 构建暂停菜单与子菜单

5.1 创建菜单 UI 结构

在 Hierarchy 中右键：UI -> Panel，重命名为 Panel - Menu
配置 Panel 属性：
- 重置锚点和位置
- 设置大小：640 x 480
- （可选）在 Image 组件中调整颜色透明度
在 Panel - Menu 下创建三个空物体作为子菜单容器：
- Main Menu（主菜单）
- Options（选项菜单）
- Level Select（关卡选择菜单）
在每个子菜单中添加按钮（UI -> Button - TextMeshPro）：

Main Menu 按钮：

Resume（继续游戏）
Options（选项）
Levels（关卡选择）

Options 按钮：

Back（返回）
Reset Score（重置分数）

Level Select 按钮：

Back（返回）
Level 1（关卡 1）

Menu Structure

禁用 Options 和 Level Select 物体，使游戏开始时只显示主菜单

5.2 编写菜单控制脚本

创建新脚本 MenuController.cs 并挂载到 Panel - Menu 上。

静态实例的执行时机问题

MenuController 在 Awake 中调用 gameObject.SetActive(false) 隐藏自己后，挂载在其上的脚本也会被禁用。

但通过静态实例，其他脚本仍然可以调用 MenuController 的方法，这正是静态实例的重要优势之一。

MenuController.cs
namespace Platformer
{
    public class MenuController : MonoBehaviour
    {
        public static MenuController instance;	// 跨类访问用的单例

        void Awake()
        {
            instance = this;
			Hide();
        }

		public void Show()
		{
			ShowMainMenu();
			gameObject.SetActive(true);
		}

		public void Hide()
		{
			gameObject.SetActive(false);
		}

		// outlets
		public GameObject mainMenu;
		public GameObject optionsMenu;
		public GameObject levelSelectMenu;

        void SwitchMenu(GameObject someMenu)
        {
            mainMenu.SetActive(false);
            optionsMenu.SetActive(false);
            levelSelectMenu.SetActive(false);

			// turn on the requested menu
            someMenu.SetActive(true);
        }

		public void ShowMainMenu() { SwitchMenu(mainMenu); }
		public void ShowOptionsMenu() { SwitchMenu(optionsMenu); }
		public void ShowLevelSelectMenu() { SwitchMenu(levelSelectMenu); }
    }
}

5.3 添加 ESC 键打开菜单

在 PlayerController.cs 的 Update 函数中添加：

PlayerController.cs
void Update()
{
    // 按 ESC 键显示菜单
    if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Escape))
    {
        MenuController.instance.Show();
    }

    // ... (其他代码)
}

5.4 绑定按钮事件

选中每个按钮，在 Inspector 的 Button -> On Click () 中添加事件 (下图为示例)：

Menu Button Binding

Main Menu 按钮绑定：

Resume：拖拽 Panel - Menu → 选择 MenuController.Hide
Options：拖拽 Panel - Menu → 选择 MenuController.ShowOptionsMenu
Levels：拖拽 Panel - Menu → 选择 MenuController.ShowLevelSelectMenu

Options 按钮绑定：

Back：拖拽 Panel - Menu → 选择 MenuController.ShowMainMenu
Reset Score：需要先在 PlayerController 中添加函数

在 PlayerController.cs 中添加重置分数的方法：

PlayerController.cs
public void ResetScore()
{
    score = 0;
    PlayerPrefs.SetInt("Score", 0);
}

然后绑定 Reset Score 按钮：拖拽 Player 物体 → 选择 PlayerController.ResetScore

Level Select 按钮绑定：

Back：拖拽 Panel - Menu → 选择 MenuController.ShowMainMenu
Level 1：需要先添加加载关卡的函数。

在 MenuController.cs 中添加：

MenuController.cs
using UnityEngine.SceneManagement;  // 添加场景管理命名空间

public class MenuController : MonoBehaviour
{
    // ... (之前的代码)

    public void LoadLevel()
    {
        SceneManager.LoadScene(SceneManager.GetActiveScene().name);
    }
}

然后绑定 Level 1 按钮：拖拽 Panel - Menu → 选择 MenuController.LoadLevel

6. 实现游戏暂停机制

6.1 阻止玩家输入

在 PlayerController.cs 中添加暂停标志：

PlayerController.cs
public bool isPaused = false;

void Update()
{
    // 在Update函数的最开始就做判定：如果游戏暂停，直接返回，跳过所有输入检测
    if (isPaused) return;

    // ... (ESC呼出Menu、移动、瞄准、射击、跳跃代码)
}

6.2 在菜单显示/隐藏时控制暂停状态

修改 MenuController.cs 的 Show 和 Hide 方法，控制暂停状态(刚创建的isPaused变量)：

MenuController.cs
public void Show()
{
    ShowMainMenu();
    gameObject.SetActive(true);

    // 暂停游戏
    Time.timeScale = 0;
	PlayerController.instance.isPaused = true;
}

public void Hide()
{
    gameObject.SetActive(false);

    // 继续游戏
    Time.timeScale = 1;
    if(PlayerController.instance != null)
    {
        PlayerController.instance.isPaused = false;
    }
}

Awake 执行顺序问题

在 Hide() 中添加了 PlayerController.instance != null 的判断，这是因为：

MenuController 和 PlayerController 的 Awake 执行顺序不确定
如果 MenuController 的 Awake 先执行，会调用 Hide()
此时 PlayerController 的 Awake 可能还没执行，instance 还未设置
直接访问会导致空引用错误

添加 null 检查可以避免这个问题。

Class 9 Overview​

1. 修复子弹与玩家的碰撞问题​

1.1 问题回顾​

1.2 解决方案​

2. 完善跳跃动画过渡​

2.1 上节课内容回顾​

2.2 创建跳跃动画过渡​

2.3 创建落地过渡​

2.4 在代码中同步动画参数​

2.5 匹配动画播放速度与移动速度​

3. 实现音效系统 (Audio System)​

3.1 导入音频素材​

3.2 Unity 音频系统基础概念​

3.3 为子弹添加发射音效​

3.4 创建 SoundManager 管理全局音效​

3.5 在碰撞时触发音效​

4. 添加积分系统与数据持久化​

4.1 实现积分系统​

4.2 创建积分 UI​

4.3 使用 PlayerPrefs 实现数据持久化​

5. 构建暂停菜单与子菜单​

5.1 创建菜单 UI 结构​

5.2 编写菜单控制脚本​

5.3 添加 ESC 键打开菜单​

5.4 绑定按钮事件​

6. 实现游戏暂停机制​

6.1 阻止玩家输入​

6.2 在菜单显示/隐藏时控制暂停状态​