Игровые механики на уроке геометрии или векторы на Unity 3D

Kate

Administrator
Команда форума

Учебные материалы для школы программирования. Часть 16​

Предыдущие уроки можно найти здесь:
В этой статье, мы обратим свой взор в прошлое, и вспомним, с чего начиналась детская школа программирования Step to Science. Первоначальная идея проекта состояла в том, чтобы быть не просто кружком технического творчества, а стать для детей ответом на вопрос, "зачем учиться в школе?"

К чему нам физика, алгебра и геометрия, если мы не планируем проектировать космические корабли, если для счета у нас есть калькулятор в телефоне, расплачиваемся мы чаще картой, так что даже сдачу в уме считать не надо.
Я тоже в детстве вела такие рассуждения, и у родителей не было иных способов донести до меня истину, кроме фразы "нет слова не хочу, есть слово надо" и ремня, который без лишней полемики мотивировал садиться за уроки.

С возрастом, перейдя на другую сторону баррикад, я поняла что хочу ребятам объяснить, показать, доказать, что учиться в школе действительно важно! И игровой проект, который мы разберем сегодня - один из цикла занятий по изучению школьных предметов через игры на Unity 3D.

Кроссплатформенный движок Unity дает огромные возможности учителю: через увлекательный процесс создания игр мы изучаем законы физики, геометрии, делаем расчеты, проектируем окружение, используем сторителлинг, сценарные механики. И конечно-же программируем. Вариантов интеграций Unity в другие образовательные и предметные области - бесчисленное множество!

Порядок выполнения​

На примере создания 2D игры «баскетбол», рассмотрим векторы (скорости, сил, локальной и глобальной систем координат). Разберем принципы представления систем координат и представления векторов. Также будет затронута работа с LineRenderer и многокамерность.

Поехали!

Создадим новый проект и импортируем в него приложенный ассет.
Ассет содержит в себе все ресурсы, необходимые для создания полноценного 2D приложения.

Для начала создадим небольшую сцену, в качестве фона выберем спрайт «спортзал» и установим на него сетку. Обратите внимание, что необходимо выставить коллайдеры для щита и корзины.

c37b4182f8305cc953e3120c9bdc6c79.png

Конечно, необходимо выставить правильный Order in layer у спрайтов. Добавим мяч, применим к нему Circle collider и Rigidbody.

354d717f8307964edd2d32a80a0647d7.png
67c3a029e5a5d7c740656850fd2e74a6.png

Внутри мяча должен находиться пустой объект с Audio Source, настроенным на воспроизведение звука удара.

1f9c39513fee74aa1547947abb9fd639.png
ecfd2883110fc2ca54ff0c3830eef3d3.png

Чтобы воспроизводить этот звук, напишем простой скрипт, закинем его на мяч и сконфигурируем.

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Ball : MonoBehaviour {
public AudioSource hitSound;
public Rigidbody2D rig;

// Use this for initialization
void Start () {

}

// Update is called once per frame
void FixedUpdate() {

}

private void OnCollisionEnter2D(Collision2D other) {
if (other.relativeVelocity.magnitude > 1f) {
hitSound.Play();
hitSound.volume = Mathf.Clamp01(other.relativeVelocity.magnitude / 10);
rig.velocity *= 0.8f;
}
}
}
В скрипте нет автопоиска Rigidbody, так что придётся закинуть его руками. Если нажать на Play, наш мяч упадёт, издавая звуки. Чтобы мяч отскакивал, создадим физический материал и закинем его на коллайдер мяча.

6932be2f6df1d2cdb587d2e0282bef78.png

Теперь подумаем о том, чтобы мяч показывал своё направление. Для этого создадим скрипт, который рисует стрелки: нам понадобятся два пустых объекта с LineRenderer, один в другом.

27586a7ece54900b50d557b15293e590.png

Создадим материал для стрелки:

b9cc43f269cdc2e2a4bfb4350281ce37.png

И добавим скрипт, который будет выставлять вершины LineRenderer'ов, делая из них стрелки:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Arrow : MonoBehaviour {
public Vector3 showVector;
public LineRenderer lrenderer1;
public LineRenderer lrenderer2;
Transform myTransform;

// Use this for initialization
void Start () {
//lrenderer1 = GetComponent<LineRenderer>();
myTransform = transform;
}

// Update is called once per frame
void Update () {
showVector = new Vector3(showVector.x, showVector.y, 0f);

lrenderer1.SetPosition(0, myTransform.position);
lrenderer1.SetPosition(1, myTransform.position + showVector);

if (showVector.magnitude >= 2f) { // длинная стрелка
lrenderer2.SetPosition(0, myTransform.position + showVector - showVector.normalized);
} else {
lrenderer2.SetPosition(0, myTransform.position + showVector * 0.5f);
}
lrenderer2.SetPosition(1, myTransform.position + showVector);

if (showVector.magnitude < 0.1f) {
lrenderer1.enabled = lrenderer2.enabled = false;
} else {
lrenderer1.enabled = lrenderer2.enabled = true;
}
}
}
Закинем скрипт на объект-родитель стрелки и настроим его.

5a7272244ccea274f18a3ffd0d6be714.png
3429e8308d5576a46f498f0302596b38.png

Теперь надо написать скрипт, который будет вектор скорости передавать в наш скрипт "показывания" стрелки. Он очень простой:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class VectorVelocity : MonoBehaviour {
public Rigidbody2D rig;
public Arrow arrow;

// Use this for initialization
void Start () {

}

// Update is called once per frame
void Update () {
if (rig.bodyType == RigidbodyType2D.Dynamic) {
arrow.showVector = rig.velocity / 5f;
}
}
}
Закинем его на мяч, в скрипте укажем риджибади мяча и объект со скриптом стрелки.

Теперь вектор скорости показывается верно. Вектор скорости уменьшен в 15 раз, чтобы его было хорошо видно. А для того, чтобы было видно траекторию мяча - добавим ему Trail Renderer на любой привязанный к мячу объект.

f91bdf9dab761aeae723234e972df905.png

Теперь сделаем так, чтобы мяч можно было кидать. Для этого необходимо выставить ему тип Rigidbody как Kinematic и написать небольшой скрипт.

eefdd62dc2321b5439befffef6b4275b.png
01c443d1f6dda0719ff57439f47e2bd8.png

Листинг скрипта:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.EventSystems;

public class Spawner : MonoBehaviour {

public Rigidbody2D ball;
public TrailRenderer tr;

Quaternion oldRotation;
Vector3 oldPosition;

public bool readyToShoot = true;

// Use this for initialization
void Start () {
oldPosition = ball.transform.position;
oldRotation = ball.transform.rotation;
}

// Update is called once per frame
public void Respawn () {
ball.transform.position = oldPosition;
ball.transform.rotation = oldRotation;

ball.velocity = Vector3.zero;
ball.angularVelocity = 0;
ball.bodyType = RigidbodyType2D.Kinematic;

readyToShoot = true;
tr.Clear();
}

public void Shoot(Vector3 speed) {
if (!readyToShoot) {
return;
}

ball.bodyType = RigidbodyType2D.Dynamic;
ball.velocity = speed;
readyToShoot = false;
}
}
Скрипт выкладываем на пустой объект в мире и устанавливаем ему наш мяч в качестве риджитбади и его трейл.

Этот скрипт сам по себе ничего не делает. Чтобы он работал, необходимо организовать ввод. Создадим UI -> Panel на сцене, выставим панели нулевую альфу и установим на него скрипт TouchPanel.cs , приложенный в проект.

86d40b18190ed6dfca9a1de47e31838c.png
b4be8ae7206d6b6eed7b57ecaa73fdfb.png

Внутри панели должен лежать спрайт со следующими параметрами (обратите внимание на привязку):

70c98f5cee1104d0becb67602dd7f057.png
635bf09a0cd5b266ae9cd36496b9e731.png

Для того, чтобы при компиляции не возникало ошибок из-за отсутствия класса спавнера, данный скрипт приложен отдельным ассетом, и импортировать его можно только после создания спавнера.

Для того, чтобы сделать включение/выключение стрелок, используется скрипт Toggle, который реализован через эвент-систему юнити. Его необходимо закинуть на кнопку и сконфигурировать следующим образом.

40441d46e0c4dc86e70ab3b856dc1f92.png
f094f6a7a049d59f9a8273e8cc7bc767.png

Готово!


Источник статьи: https://habr.com/ru/post/553420/
 
Сверху