Scripts em Unity para programadores experientes

Para programadores que não conhecem Unity

Em Unity, você pode usar scripts para desenvolver basicamente todas as partes de um jogo ou outro conteúdo interativo em tempo real. O Unity oferece suporte a scripts em C# e há duas maneiras principais para arquitetar seus scripts em C# no Unity: design orientado a objetos, que é a abordagem tradicional e mais usada, e design orientado a dados, que agora é possível em Unity, para casos de uso específicos, por meio do nosso novo Data-Oriented Technology Stack (DOTS) multithread de alto desempenho.

Você está chegando ao Unity com uma base em C++?

O Unity oferece suporte a C#, uma linguagem padrão do setor com algumas semelhanças a Java ou C++

Comparada com C++, C# é mais fácil de aprender. Além disso, é uma “linguagem gerenciada”, o que significa que ela gerencia a memória automaticamente para você: alocação/desalocação de memória, tratamento de vazamentos de memória e assim por diante.

No geral, prefere-se C# a C++ se você quiser desenvolver um jogo primeiro e, depois, lidar com aspectos mais avançados de programação.

GameObjects e componentes em Unity

Toda a jogabilidade e interatividade desenvolvidas em Unity são construídas com base em três blocos de construção fundamentais: GameObjects, componentes e variáveis.

Qualquer objeto em um jogo é um GameObject: personagens, luzes, efeitos especiais, adereço — tudo.

Componentes 
GameObjects não conseguem fazer tudo sozinhos. Para que realmente se torne algo, é necessário conceder propriedades a um GameObject, o que é feito com a adição de componentes. 

Componentes definem e controlam o comportamento dos GameObjects aos quais estão anexados. Um exemplo simples seria a criação de uma luz, que envolve a associação de um componente de luz a um GameObject (veja abaixo). Ou, adicionar um componente de corpo rígido a um objeto para que ele caia. 

Os componentes têm qualquer quantidade de propriedades editáveis, ou variáveis, que podem ser ajustadas por meio da janela Inspector no Unity Editor e/ou via script. No exemplo acima, algumas propriedades da luz são alcance, cor e intensidade.

Componentes de script em Unity

Os componentes integrados do Unity são muito versáteis, mas logo você perceberá que será necessário ir além do que oferecem para implementar sua própria lógica. Para fazer isso, use scripts a fim de implementar sua própria lógica de jogo e comportamento, e adicione esses scripts como componentes a GameObjects. Cada script realiza sua conexão com os mecanismos internos do Unity implementando uma classe derivada da classe integrada chamada MonoBehaviour.

Seus componentes de script permitirão muitas coisas: acionar eventos de jogo, verificar colisões, aplicar física, responder às entradas do usuário e muito, muito mais. Consulte a API de scripts do Unity para obter mais informações.

Demonstração do Unity Megacity criada em DOTS

Benefícios do design orientado a dados com DOTS

O conceito tradicional de GameObject-componente continua a funcionar bem pois é fácil de entender para programadores e não programadores, e fácil de criar UIs intuitivas para ele. Adicione um componente RigidBody a um GameObject e ele começará a cair, ou um componente de luz a um GameObject e ele emitirá luz. E assim por diante. 

No entanto, o sistema de componentes foi desenvolvido em uma estrutura orientada a objetos e cria desafios para desenvolvedores no que diz respeito ao gerenciamento do cache e da memória em hardware em evolução contínua.  

Componentes e GameObjects são objetos de conteúdo intenso em C++. Todos os GameObjects têm um nome. Seus componentes são wrappers C# sobre componentes C++. Isso facilita o trabalho com eles, no entanto, isso pode afetar o desempenho pois eles acabam armazenados de maneira não estruturada. Esse objeto em C# pode estar em qualquer lugar na memória. O objeto em C++ também pode estar em qualquer lugar na memória. As coisas não são agrupadas em memória contínua. Toda vez que algo é carregado na CPU para processamento, tudo precisa ser buscado em diversos locais. Isso pode ser lento e ineficiente, exigindo, assim, muitas alternativas de otimização.

Para abordar esses problemas de desempenho, estamos reconstruindo a base fundamental do Unity com o Data-Oriented Technology Stack, ou DOTS (atualmente em pré-visualização), multithread de alto desempenho. 

DOTS permite que os jogos utilizem em sua totalidade os processadores multinúcleo mais recentes de maneira eficiente. É composto por: 

Em DOTS, o ECS é o novo sistema de componentes. O que é feito com um GameObject na abordagem tradicional orientada a objetos, é feito com uma entidade nesse novo sistema. Os componentes ainda são chamadas dessa maneira. A principal diferença está no layout de dados. Você pode ler mais sobre isso na publicação do blog “Sobre DOTS: Sistema de Entidade de Componentes”.

Demonstração do Unity Megacity criada em DOTS

Aproveite ao máximo o hardware moderno

Além de ser uma maneira melhor para abordar a programação de jogos por motivos de design, usar o ECS coloca você em uma posição ideal para aproveitar o sistema de trabalho em C# e o Compilador Burst do Unity, permitindo que você obtenha todas as vantagens do hardware moderno atual. 

Os sistemas multithread do DOTS permitem criar jogos que podem ser executados em uma variedade de hardware e desenvolver mundos de jogo mais completos com mais elementos e simulações mais complexas. Por sua vez, o código eficaz contribui para controle térmico e vida útil da bateria ótimos nos dispositivos móveis dos jogadores. Ao passar do design orientado a objetos para orientado a dados, pode ser mais fácil reutilizar seu código e a compreensão e o trabalho de outras pessoas nele.

Como parte da tecnologia do DOTS está em pré-visualização, é aconselhado que os desenvolvedores usem ele para solucionar um desafio de desempenho específico em seus projetos, em vez de desenvolver projetos inteiros nele. Confira a seção “Mais recursos” na parte inferior desta página a fim de obter links para recursos importantes do DOTS.

O Unity Profiler para otimização de desempenho

Depuração em Unity

Ajustar e depurar em Unity é eficiente pois todas as variáveis da jogabilidade são mostradas à medida que os desenvolvedores jogam, portanto, alterações podem ser feitas rapidamente, sem escrever uma única linha de código. O jogo pode ser pausado a qualquer momento ou você pode analisar o código, instrução por instrução. 

Aqui estão alguns ótimos recursos para saber mais sobre a otimização em Unity: 

O Profiler 

O Profiler Analyzer

O Memory Profiler 

Entender a otimização em Unity

Otimizar o desempenho gráfico

Melhores práticas gerais (incluindo dicas extensas sobre a otimização do sistema de UI do Unity)

Back-ends de script em Unity

.NET: Unity usou uma implementação do tempo de execução padrão Mono para scripts com suporte nativo a C#. Atualmente, o Unity é fornecido com Visual Studio para Mac em vez de MonoDevelop-Unity em macOS. No Windows, o Unity é fornecido com Visual Studio. 

O tempo de execução de scripts .NET 4.6 em Unity oferece suporte a muitos dos novos recursos empolgantes em C# e depuração disponíveis em C# 6.0 e posterior. Isso também oferece uma ótima experiência IDE em C# para acompanhar os novos recursos em C#.

IL2CPP: este é um back-end de scripts desenvolvido em Unity que pode ser usado como alternativa ao Mono ao compilar projetos para algumas plataformas. Quando você opta por compilar um projeto usando IL2CPP, o Unity converte código IL de scripts e organiza em código C++, antes de criar um arquivo binário nativo (por exemplo, .exe, apk, .xap) para sua plataforma escolhida. 

Observe que IL2CPP é o único back-end de scripts disponível ao compilar para iOS e WebGL.

Personalizar o Unity ampliando o Editor

Como programador, você tem muita flexibilidade em Unity pois é capaz de ampliar o editor com suas próprias janelas personalizadas que se comportam igual ao Inspector, Scene ou qualquer outra janela integrada no editor padrão. Adicionar suas próprias ferramentas ao Unity oferece suporte aos fluxos de trabalho e às necessidades suas e de sua equipe, impulsionando a eficiência.

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