Unity là gì? Các kiến thức quan trọng bạn cần biết

Đối với các game developer nói riêng và ngành lập trình game nói chung thì Unity chính là một công cụ hỗ trợ lập trình vô cùng hữu ích. Công cụ này được trang bị nhiều tính năng đặc biệt, giúp developer có thể đẩy nhanh quá trình phát triển một tựa game. Vậy, cụ thể Unity là gì và những kiến thức nào quan trọng mà bạn cần phải biết khi lập trình Unity? Câu trả lời sẽ được Vietnix giải đáp chi tiết qua bài viết sau đây.  

Unity là gì?

Unity là một phần mềm làm game (game engine) đa nền tảng được phát triển dựa trên công ty Unity Technologies. Phần mềm này chủ yếu được sử dụng để sản xuất các video game trên 27 nền tảng, bao gồm: Game consoles, máy tính hay điện thoại,…

Ước tính hiện nay đã có hơn 50% tổng số game trên thị trường được sản xuất bởi phần mềm Unity. Một trong số đó còn có những tựa game vô cùng nổi tiếng như Hearthstone, Pokémon Go, Monument Valley,…

Chính vì sự phổ biến của mình mà Unity đã và đang tiếp tục được ứng dụng trong nhiều thể loại game khác nhau, từ game giáo dục đơn giản cho đến các game Triple A (AAA) nặng ký. 

Định nghĩa về lập trình Unity là gì?

Lập trình Unity (bao gồm 2D và 3D) là nền tảng lập trình dựa trên 3 ngôn ngữ chính C#, UnityScript và Boo. Trong số đó, C# lại là ngôn ngữ được các Unity Developer sử dụng phổ biến nhất. 

Mặc dù sử dụng Unity để thiết kế game nhưng các developer vẫn cần biết thêm về các ngôn ngữ lập trình trên. Bởi vì phần kéo thả trong Unity có chỗ hạn chế lập trình. Do đó mà việc ứng dụng các ngôn ngữ lập trình trên được xem là một phương pháp bổ trợ. 

Các tính năng cơ bản của Unity 

Phần mềm Unity cung cấp cho người dùng những tính năng lập trình vượt trội gồm:

• Tạo giao diện UI cho game, tạo drop bar hay textbox,…
• Hiển thị mô hình dạng 2D, 3D – hệ thống vật lý 2D, 3D.
• Hỗ trợ tạo ra các tựa game đa người chơi cùng lúc (networking). 
• Trang bị các nền tảng công nghệ đặc biệt mới như công nghệ thực tế tăng cường – AR (Augmented reality) hay công nghệ thực tế ảo – VR (Virtual reality). 
• Hỗ trợ bot AI – Trí tuệ nhân tạo trong màn hình game. Đồng thời, còn hỗ trợ package để tạo ra các bot trong game. 
• Hỗ trợ hiển thị các font chữ đặc biệt. 

Game trên Unity được xây dựng và vận hành như thế nào?

Để thiết kế và vận hành một trò chơi dựa trên phần mềm Unity, trước tiên bạn cần nắm rõ các khái niệm quan trọng sau:

• GameObject: Đây là khái niệm dùng để chỉ đối tượng cụ thể được sử dụng trong game. Đối tượng ở đây có thể là đồ vật, nhân vật,…
• Component: Là những thành phần cấu tạo nên một GameObject, chẳng hạn như các hành động của nhân vật, các hình ảnh, mã điều khiển,… Trong đó, các functions sẽ được kế thừa từ MonoBehaviour class và ghi đè vào trong các class. Ngoài ra, những functions này cũng có thể được sử dụng cho các sự kiện quan trọng nào đó. 
• Start() và Update(): Đây là 2 sự kiện được dùng phổ biến trong một component. Trong đó, Start() sẽ chạy thêm một lần trước khi hàm update. Update() sẽ được kích hoạt sau khi có một vòng lặp khởi chạy liên tục. Các sự kiện này sẽ được gọi một lần cho mỗi khung hình (có khoảng 25 khung hình/giây).
• Script: Đây là dạng tập tin chứa các đoạn mã nguồn được dùng cho mục đích khởi tạo và xử lý các đối tượng trong game. Ngoài ra, script cũng sử dụng để điều chỉnh thuộc tính cho component khác. Bởi vì có thể điều khiển được các bộ phận còn lại khác mà script còn được ví như một “bộ não” con người. 

Để lập trình được Script trong Unity, bạn sẽ sử dụng đến 3 ngôn ngữ là Java Script, C# và BOO. Và một đoạn mã sẽ bao gồm các thành phần chính cấu trúc nên: 

• Variable (Biến): Là thành phần chứa các giá trị bất kì thuộc kiểu số đặc thù hay kiểu ký tự. 
• Function (Hàm): Là thành phần sử dụng với mục đích thực thi các công việc thông thường có cùng chung một biến và các biểu thức toán học khác.

Trong Unity, các functions thường được phân thành 2 nhóm: Liên quan đến trò chơi và đối tượng đặc trưng.

• Nhóm liên quan đến trò chơi (game relate): Bao gồm system, input, network.
• Nhóm đối tượng đặc trưng (object specific): Đây là các chức năng do người dùng tự định nghĩa để xử lý các hành vi cụ thể của đối tượng trong trò chơi.

Ngoài ra, chú thích (comment) sử dụng để ghi chép lại các điều cần nhớ hoặc để vô hiệu hóa một dòng lệnh bất kỳ. Các chú thích sẽ bị chương trình dịch bỏ qua khi chương trình đó khởi chạy. 

Lập trình C#: Đây là ngôn ngữ lập trình bắt buộc và được sử dụng phổ biến nhất trong lập trình Unity. 

Ngoài ra, trong Unity có 2 loại công cụ (engine) hỗ trợ cho người dùng là Unity 2D và 3D. Tuy nhiên, nếu mới bắt đầu lập trình thì bạn nên tìm hiểu và bắt đầu với Unity 2D.

Khi bạn phát triển trò chơi bằng Unity, bạn cần sử dụng đến dịch vụ VPS để đảm bảo trò chơi của bạn có thể được truy cập và trải nghiệm một cách suôn sẻ.

Tìm hiểu về lập trình Unity 2D 

Dưới đây là những thông tin cần thiết về lập trình Unity 2D mà các game developer cần nắm: 

Các công cụ cần cho lập trình Unity 2D

Với mục đích hỗ trợ cho các lập trình viên có thể soạn thảo trên Unity, phần mềm này đã tích hợp một trình soạn thảo – editor và một IDE có tên là MonoDevelop. Qua đó, người dùng chỉ cần nhấn đúp chuột vào các file source trong Project để tạo mới hoặc thay đổi. Sau đó, save file để được biên dịch tự động. 

Ngoài ra, các công cụ này còn có thể tìm và liệt kê ra các error hoặc warning (nếu có) trong Unity (ở tag Console). Người dùng có thể thông qua các dấu hiệu để nhận biết như error – màu đỏ, warning – màu vàng và 1 – MonoDevelop project browser, 2 – Cửa sổ Class outline, 3 – Cửa sổ Editor. 

Những lệnh mặc định Unity sẽ tạo

• MonoBehaviour class: Đây chính là class cho script của bạn. Tên của MonoBehaviour class cũng sẽ là tên mà bạn đặt cho script của mình. 
• Thư viện riêng của Unity: Trong đây sẽ chứa Unity Engine cùng với System Collection. 
• Hai function đã được tạo sẵn: Start() và Update(). 

Xây dựng chương trình Unity 2D

Để dễ hình dung hơn về quá trình xây dựng chương trình Unity 2D, dưới đây, Vietnix sẽ lấy lại ví dụ tạo hiệu ứng chuyển dịch hình nền tự động và liên tục theo hướng từ trên xuống cho đối tượng trong tựa game Planes được lập trình bằng Unity bởi các sinh viên. Chi tiết các thao tác được tiến hành như sau:

Bước 1: Tạo đối tượng (object)

Đầu tiên, các đối tượng trong game sẽ được tạo thông qua bộ Assets (bộ này sẽ bao gồm âm thanh, hình ảnh sử dụng trong game, các đối tượng như máy bay xanh dương, máy bay xanh lục, bầu trời, thiên thạch,…) 

Trong thư mục Assets/Sprite, sử dụng hiệu ứng scrolling background cho đối tượng là hình ảnh bầu trời trong không gian vũ trụ. 

Tiếp đó, nhấn vào mục GameObject trên thanh công cụ, di chuyển chuột đến phần 3D Object và chọn Quad để tạo một đối tượng 3D là quad. 

Bước 2: “Tô màu” đối tượng

Sau đó tiến hành “tô màu” đối tượng bằng cách vào thư mục Assets để tạo thư mục Materials. Kế tiếp, truy cập vào thư mục Materials, nhấn chuột phải rồi chọn Create và chọn tiếp Material.  

Để Material của quad được apply vào Components cần thực hiện một số tinh chỉnh tại cửa sổ Inspector: Drag file Background vừa tạo drop vào khung Element như hình minh họa. 

Bước 3: Tạo project BackGround Quad

Truy cập lại thư mục Materials và chọn thiết bị để tạo project có tên là BackGround Quad. 

Sau đó, nhấn vào New texture (ô vuông màu đen nằm góc bên phải). Lúc này, một cửa sổ sẽ hiện ra để người dùng chọn texture cho quad. Tiếp đó, nhấn vào hình ảnh bầu trời mà mình đã chọn. 

Kế tiếp, truy cập vào thư mục Assets và chọn Script rồi tiến hành tạo thư mục con đặt tên BG (đây là thư mục lưu trữ file lập trình). Ở thư mục BG này, người dùng tạo script BGScaler được viết bởi C#.

Tiếp tục nhấn vào file để di chuyển đến phần giao diện viết code Monodevelop và nhập đoạn lệnh sau: 

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class BGLooper : MonoBehaviour {

    public float speed;

    private Vector2_offset = Vector2.zero;

    private Material_mat;

    // Use this for initialization

    void Start () {

        _mat = GetComponent<Renderer> ().material;

        _offset = _mat.GetTextureOffset(|

     } 

     // Update is called once per frame

     void Update () {

         _offset.y += speed * Time.deltaTime;

         _mat.SetTextureOffset (“_MainTex”, _offset)

    }

}

Trong đoạn code, _mat sẽ ánh xạ đến yếu tố thành phần Materials chứa trong ComponetRenderer.offset và sẽ lấy độ dời của hình ảnh (thông qua hàm GetTexturoffset()) dựa trên mat. Parameter Maintext (đây là tên texture của ảnh background trên quad). 

Kế đến Update(), hàm này sẽ liên tục cập nhật và thay đổi giá trị từ các thời điểm giá trị bắt đầu trở về sau trong quá trình khởi chạy chương trình. Cụ thể: 

• Tại dòng code 20: Biến offset sẽ thay đổi giá trị theo chiều trục y, đồng nghĩa việc background của _mat sẽ di chuyển từ trên xuống dưới. Giá trị mà biến offset thay đổi sẽ bằng với giá trị thực của Component và được tính bằng speed nhân với Time.deltaTime. Cách thực hiện này đã giúp hiệu ứng dời của đối tượng diễn ra một cách mượt mà (smooth). 
• Tại dòng 21: Lấy Material của quad trong hàm Start() để sử dụng trạng thái đầu tiên của nó cho chương trình xử lý. Tiếp đó set tất cả thay đổi sau khi dời của offset cho quad. Điều này đảm bảo rằng hiệu ứng dời background sẽ tác động trở lại quad và có trạng thái mới được cập nhật liên tục thông qua SetTextureoffset() cùng 2 parameter là Maintext và offset.

Bước 4: Run chương trình 

Cuối cùng nhấp vào run để chương trình tiến hành khởi chạy, Trong quá trình chạy, người dùng có thể truyền giá trị speed và khắc phục lỗi (nếu có). 

Các lưu ý cần quan tâm khi phát triển game với Unity là gì?

Lập trình trong ngành game không phải là một công việc đơn giản và dễ dàng. Các lập trình viên để có thể gia nhập và phát triển được ở lĩnh vực này cần lưu ý cho mình những yếu tố sau: 

Developer cần những kỹ năng, tố chất gì khi phát triển Game trên Unity?

Phần mềm Unity nhìn chung cũng chỉ là một công cụ hỗ trợ cho developer trong quá trình sản xuất các tựa game. Do đó, để tạo và phát triển một tựa game thực sự hấp dẫn thì các developer cần phải trang bị được cho mình những kỹ năng và tố chất sau:

• Về tố chất cơ bản: Khác với các ngành nghề khác trên thị trường, ngành game khá bay bổng và không có nhiều nguyên tắc ràng buộc. Do đó, khi một game developer tham gia vào lĩnh vực này, ngoài niềm đam mê lớn còn phải có óc sáng tạo và trí tưởng tượng phong phú.
• Về kỹ thuật: Để thực hiện hóa một tựa game, developer trước tiên phải nắm vững từ các nguyên tắc vật lý, hình học, toán cấp 3 cho đến kiến thức lập trình C#, OOP,  các thuật toán hay cấu trúc dữ liệu,… Nếu chưa biết bắt đầu code từ đâu, developer có thể luyện tập viết code dựa trên nguồn Code Convention của Microsoft. 
• Về kỹ năng ngoại ngữ (Tiếng Anh): Đây là kỹ năng quan trọng dành cho các nhân sự lập trình game (và các ngành khác). Bởi vì những kiến thức, tài liệu mới nhất hiện nay về lập trình Unity nói riêng và lập trình nói chung đều được viết bằng tiếng Anh. Do đó, khi developer gặp trục trặc hay thắc mắc về vấn đề nào đó thì việc hiểu và sử dụng được tiếng Anh sẽ giúp họ khắc phục dễ dàng hơn. 

Các lỗi thường gặp khi làm việc với Unity và cách khắc phục/hạn chế

Một trong những lỗi rất hay mắc phải của các game developer chuyên code khi làm việc trên Unity là không biết cách tận dụng và khai thác các nguồn có sẵn (các tool hỗ trợ) mà phần mềm này cung cấp. Thay vào đó, các game developer này lại sử dụng scratch để lập trình thủ công. Điều này khiến quá trình sản xuất game diễn ra lâu và mất nhiều công sức hơn. 

Ví dụ: Trường hợp bạn cần ghép khoảng 120 tấm hình có ít sự khác biệt để làm scene chuyển cảnh 5s. Nếu thực hiện theo cách lập trình thủ công thông thường thì mất rất nhiều thời gian để hoàn thành. Tuy nhiên, nếu bạn sử dụng công cụ Animation ở Unity, quá trình này sẽ diễn ra nhanh và dễ dàng hơn khi bạn chỉ cần kéo và thả hình ảnh. 

Lời kết

Trên đây là bài viết chia sẻ đến bạn những thông tin chi tiết về Unity là gì cùng các kiến thức quan trọng về lập trình Unity mà bạn cần nắm. Hy vọng sẽ giúp bạn hiểu và trang bị thêm cho mình một công cụ hỗ trợ hữu hiệu, thúc đẩy nhanh tiến trình phát triển game của mình. Ngoài ra, nếu có thêm thông tin nào về Unity mà bạn muốn chia sẻ, hãy để lại lời bình bên dưới cho mọi người cùng tìm hiểu và tham khảo nữa nhé.