В данной статье пробегусь по особенностям работы в трёх игровых движках, на примере написания кода для паукообразного средства передвижения.
Общая структура паукомобиля подразумевалась следующая есть 6 лап, на каждой копия управляющего скрипта, который отслеживает перемещение основной конструкции и переставляет лапу в новую позицию, когда она отдаляется на определённое расстояние.
Для более точной посадки лап планировалось добавить и рейкасты, но, допустим, в том же Godot я хотел сделать паука для игры с видом сверху, при котором подобная точность не особо нужна.
Таким образом задача состояла в формировании нужной структуры внутри движка и написании кода отдельной лапки. Вот что получилось в разных средах разработки:
Godot
Здесь у меня уже был готов небольшой проект с машинками и паука я решил добавить в одну из сцен (префабов), содержащую в себе подкласс машинок, которые не имеют колёс.
Сама сцена specific_base устроена таким образом, что в основе узел-пустышка, который просто висит где-то в мире, без движения, а по миру перемещается kinematic body внутри него. Камера находится внутри сцены, но вне body, просто следуя за ним.
Для создания паука я добавил отдельный узел внутрь body, содержащий в себе точки-пустышки для расположения лап (место их постановки на землю, а не места крепления к телу).
Сами лапы для удобства разместил здесь же, в этой сцене, но вне body. Управляющий каждой из них скрипт, помимо переноса лапы, будет постоянно разворачивать её к центру паука.
Код внутри редактора Godot
Пишем код. Я использую GDScript, потому как особого смысла писать именно на C# в Годо не вижу (не настолько фанат фигурных скобочек):
extends Spatialexport var distance = 2.5#максимальная дистанция, после которой случится перерасчётexport var step = 1#переменная для дополнительного смещения лап (вещь необязательная)#ссылки на центр паука и одну из позиций лап, а также элементы для их храненияexport (NodePath) var spidercenter = nullvar trg_centerexport (NodePath) var spiderleg = nullvar trg_leg#переменные для расстояний по осям x и zvar x_dis = 0.0var z_dis = 0.0#переменная-таймер, а также флагvar time_lag = -1.0# инициализацияfunc _ready():self.hide()#скрыть лапуtrg_center = get_node(spidercenter)#запомнить объектыtrg_leg = get_node(spiderleg)LegPlace()#один раз вызвать установку лапки на позицию# основной циклfunc _process(delta): #развернуть лапу в направлении центра паука. можно ввести таймер, чтобы делать это через малые интервалыself.look_at(trg_center.global_transform.origin, Vector3(0,1,0)) #включить видимость, если лапа была невидимой. это делалось для того, чтобы показывать её снова, после того как она скрывается в момент перестановки (чтобы перестановка выглядела как появление лапы в новой позиции уже развёрнутой в нужную сторону, а не перенесением с последующим разворачиванием). на самом деле можно было вынести внеочередной разворот и последующий показ лапы в LegPlaceif self.visible == false: self.show()if time_lag>=0:#если флаг-таймер запущен, то наращивать его значениеtime_lag +=1*delta if time_lag>0.06:#при истечении задержки сбросить флаг и вызвать перерисовкуtime_lag = -1.0LegPlace()else:#пока флаг неактивен считать дистанции от лапы до позиции лапы по двум осямx_dis = abs(trg_leg.global_transform.origin.x - self.global_transform.origin.x)z_dis = abs(trg_leg.global_transform.origin.z - self.global_transform.origin.z)if (x_dis + z_dis) > distance:#если дистанция больше лимита, запустить флагtime_lag = 0.0passfunc LegPlace():#собственно, сама функция перестановки лапыself.hide()step = step*(-1)self.global_transform.origin = trg_leg.global_transform.origin+Vector3(0,0,0.5*step)
Видеонарезка с тестом паука в Godot. Бонусом сюда же вошли моменты из отдельной игры с терраформированием воксельного мира, где тоже используется паучок, но чисто анимированный, а также демка с машинками на playcanvas, до того как туда была добавлена форма паука.
Unigine
После того, как была готова реализация для Godot, я решил перенести это решение и в Unigine engine. Там у меня тоже имелся проект с машинками, правда чтобы не перегружать его я сделал отдельный паучий форк, чтобы впоследствии, наверное, вовсе убрать из него колёса и развивать как-то отдельно.
Тут имеется вся сцена игрового мира, в котором располагается корпус машинки игрока. В начале игры к этому корпусу пристыковываются отдельно расположенные колёса.
Завожу пустышку внутри корпуса, внутри которой будут находится точки, задающие позиции лап. Лапы размещаются просто в игровом мире. Само движение оставил реализованным через колёса, но их визуальное представление отключено.
Unigine для редактирования кода запускает внешнюю среду
Код:
using System;//стандартная "шапка"using System.Collections;using System.Collections.Generic;using Unigine;//уникальный идентификатор компонента, генерируемый при создании скрипта[Component(PropertyGuid = "5a8dd6f85781adf7567432eae578c5414581ddac")]public class theLegBehavior : Component{[ShowInEditor][Parameter(Tooltip = "CenterSpider")]//указатель на центр паукаprivate Node spiderCenter = null;[ShowInEditor][Parameter(Tooltip = "Target Leg Point")]//указатель на точку крепленияprivate Node legPoint = null;//переменные для вычислений дистанций по осямprivate float x_dis= 0.0f;private float z_dis= 0.0f;private float ifps;//переменная для дельтатаймprivate float time_lag = -1.0f;//таймер-флагprivate void Init()//инициализация{node.Enabled = false;//скрыть лапуLegPlace();//вызвать перестановку лапы}private void Update()//основной цикл{ifps = Game.IFps;//сохранить дельтатаймif (time_lag>=0.0f){//далее уже знакомая конструкцияtime_lag += 1.0f*ifps;if (time_lag>=0.6f) {time_lag = -1.0f;LegPlace();}}else{x_dis = MathLib.Abs(legPoint.WorldPosition.x - node.WorldPosition.x);z_dis = MathLib.Abs(legPoint.WorldPosition.z - node.WorldPosition.z); if (x_dis + z_dis > 0.8f){time_lag = 0.0f;}}} //функция перерасчёта положения лапы. здесь уже финальный показ лапы встроен внутрь функции. также тут происходит единичный разворот в сторону центра паука. а постоянный разворот считается вне этого скрипта, а в отдельном, наброшенном на лапу скрипте, хотя я по сути уже это вынес оттуда и можно включить в Update этого скрипта.private void LegPlace(){node.Enabled = false;vec3 targetDirection = vec3.ZERO;targetDirection = (legPoint.WorldPosition - node.WorldPosition);quat targetRot = new quat(MathLib.LookAt(vec3.ZERO, targetDirection, vec3.UP, MathLib.AXIS.Y));quat delta = MathLib.Inverse(targetRot);delta.z = 0;delta.Normalize();node.WorldPosition = legPoint.WorldPosition; targetDirection = (spiderCenter.WorldPosition - node.WorldPosition);node.SetWorldDirection(targetDirection, vec3.UP, MathLib.AXIS.Y);node.Enabled = true;}}
Видеонарезка паучьего теста в Unigine
PlayCanvas
PlayCanvas игровой движок под webGL, использующий javascript. Недавно начал в нём разбираться. Напоминает нечто среднее между Unity и Godot, но с разработкой онлайн редактор открывается в браузере.
В данном случае я переделал один из предлагаемый данной платформой примеров, добавив туда пару своих моделек машин, немного дополнительного функционала вроде прыжков, дописав камеру и поигравшись с материалами/настройками.
Визуальное представление базовой машины в исходном примере было задано цельной моделью, которую я частично отключил, оставив пока только колёса, которые изнутри модели достаёт её управляющий скрипт (то есть они не заведены отдельными узлами в иерархии сцены). Это визуальное представление во время игрового процесса цепляется к движущейся физической колёсной модели.
Для реализации паука внутри данного проекта я завёл паучий центр внутри визуального представления машинки. Тело паука для удобства вложено внутрь него же, так как хотелось сразу сделать переключение на форму паука и обратно.
Таким образом, местный паук тоже сделан поверх езды на колёсах, а сами колёса скрыты. Возможно, правильнее было бы крепить паучий каркас к узлу физики, но переключение между формами уже расположено в скрипте узла с визуалом машинки, и прочие модели находятся внутри этого узла, поэтому для простоты выбрал такой вариант. На деле же получается, что визуал по своему скрипту перемещается за физикой, а скрипты лап уже смотрят на паучий каркас, перемещающийся вместе с визуалом. По идее тут может возникать некоторая рассинхронизация, по крайней мере я заметил, что на слабых устройствах некоторые лапки не успевают вычислять позиции и перемещаются лишь некоторые.
Лапы расположены в самой сцене, но для удобства их включения/отключения собраны внутри отдельного узла, чтобы можно было просто отключать его, а не каждую по отдельной ссылке.
В playcanvas редактор кода запускается вновой вкладке браузера
Код:
var TheLegBehavior = pc.createScript('theLegBehavior');//ссылка на центр паукаTheLegBehavior.attributes.add('N_spiderCenter', { type: 'entity' });//ссылка на точку постановки этой лапкиTheLegBehavior.attributes.add('N_legPoint', { type: 'entity' });this.x_dis = 0.0;this.z_dis = 0.0;this.time_lag = -1.0;// initialize code called once per entityTheLegBehavior.prototype.initialize = function() { };// update code called every frameTheLegBehavior.prototype.update = function(dt) { if (this.N_spiderCenter) { this.entity.lookAt(this.N_spiderCenter.getPosition()); }};// постапдейтTheLegBehavior.prototype.postUpdate = function(dt) { // if (this.N_spiderCenter) {// this.entity.lookAt(this.N_spiderCenter.getPosition());// } if (time_lag>=0.0){ time_lag+=1.0*dt; if (time_lag>=0.06){ time_lag=-1.0; this.LegUpdate(); } } else { x_dis = Math.abs(this.entity.getPosition().x-this.N_legPoint.getPosition().x); z_dis = Math.abs(this.entity.getPosition().z-this.N_legPoint.getPosition().z); if ((x_dis+z_dis)>3.0){ time_lag=0.0; } }};TheLegBehavior.prototype.LegUpdate = function() { if (this.N_legPoint) { this.entity.setPosition(this.N_legPoint.getPosition()); } // if (this.N_spiderCenter.enabled === false) {// this.entity.enabled = false;// }// if (this.N_spiderCenter.enabled === true) {// this.entity.enabled = true;// } };
В целом, пока получилась заготовка паучка с четырьмя лапками и не совсем оптимальными расчётами.
Потестить получившегося на текущий момент кадавра можно здесь:
https://playcanv.as/p/rOebDLem/
Я лично пробовал запускать на не слишком мощном смартфоне через Chrome и Dolphin, графика становится похожей на PsOne и вычисления для некоторых лап не работают, пока на экране виден уровень, у края карты лапы проявляются. На слабом ноутбуке наблюдались очень сильные тормоза в Chrome, но в Firefox всё катается нормально. На ноутбуке с дискретной видеокартой и на стационарнике летает в обоих этих браузерах.
На ПК, в отличие от смартфонов в этой демке работает прыжок (по кнопке пробел), заготовка стрейфа (Q и E) и перезагрузка уровня (на R).
Итог
Как видите, языки и движки разные, но тем не менее многие вещи в семействе скриптовых языков делаются довольно похожим образом. А как часто вы осваивали новые для себя игровые движки и фреймворки, с какими основными трудностями столкнулись?
