Как сделать объекты в unity

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 04.10.2024

Продолжаем делать наш Unity for dummies платформер.

Полные версии кода будут находиться в конце поста.

Если вы не в курсе, как работают хуки жизненного цикла в Unity, вы можете ознакомиться с данной статьёй.

Затем выбираем наш объект Player слева, в меню иерархии, и закрепляем инспектор (меню справа), нажав на замок в верхнем правом углу.

Пока закрываем все ненужные компоненты (Box Collider 2D, etc), нажимая на стрелочку у каждого из них.

Теперь перетаскиваем наш скрипт в инспектор, и он прикрепляется к объекту Player (если вы не выполнили предыдщуий пункт с закрепением меню, то вы этого сделать не сможете).

Если зайти в Edit => Project Settings => Input Manager, то мы можём увидеть настройки управления. Например, прыжок (Jump) назначен на пробел, в то время, как движение по горизонтали назначено на a, d, ←,→.

Запомним это для того, чтобы затем использовать в коде (названия инпутов Jump, Horizontal).

Пора покодить. Два раза нажимаем на наш скрипт PlayerBehaviour, и Unity отдаст его в руки Visual Studio.

Честно, данную IDE я не люблю. Потому я открываю его в VScode (а вы хоть в VIMе пишите - это ваш выбор).

Я не буду часто использовать try/catch в этом коде, но вам очень советую - сильно экономит время.

Исправляем код, и страшные красные буквы исчезают. Можно запустить игру, и проверить, как все работает.

Мне не нравится, что персонажа переворачивает. Исправим.

Заходим в инспектор, открываем Rigidbody2D и ставим галочку на Freeze Rotation Z.

Жить можно, но есть проблема - камера не двигается за персонажем.

Есть два основных способа научить камеру двигаться за персонажем.

1. Подвинуть камеру внутри сцены, чтобы она была на персонаже, а затем в привязать камеру к объекту персонажа через меню иерархии.

2. Задать движение камеры за персонажем програмно.

Создаём скрипт CameraBehaviour, и привязываем его к объекту Main Camera (добавляем через инспектор).

Открываем наш новый скрипт, и начинаем кодить (да, мне на работе не хватает, продолжаю и после).

Фиксируем объект камеры на замок в инспекторе, и перетаскиваем наш объект Player в GameObject.

Теперь камера двигается за игроком.

Однако камера постоянно вылезает за пределы уровня, показывая синий фон.

Я не уверен, что моё решение правильное. Буду рад, если кто-нибудь поделится своими соображениями на данный счёт.

Если у камеры пропала рамка (у меня, внезапно, случилась такая оказия - потратил аж 2 минуты на решение проблемы), надо зайти в Gizmos и отметить чекбокс на камере.

Добавляем в наш скрипт CameraBehaviour следующий код:

[Header("Camera position restrictions")] public float minY; public float maxY; public float minX; public float maxX;

Двигаем камеру, и снимаем наши измерения ее положений.

На скрине ниже камера стоит в левом нижнем углу сцены.

Исходя из поля Position, я выбираю минимум по Х = -12, по Y = -0.5 (числа округлены их -12.09 и -0.84) соответсвенно.

Проставляем снятые позиции для камеры (мои и ваши позиции будут отличаться).

Теперь обновим метод UpdateCameraPosition в скрипте CameraBehaviour

Mathf.Clamp принимает первым аргументом позицию объекта, за которым следует игрок, вторым и третим аргументами минимум и максимум - этими значениями метод будет ограничивать число, которые по итогу получит камера в качестве своей координаты.

Отлично, камера перестала "гулять". Работаем дальше.

Всё бы хорошо, но наш персонаж может летать - надо всего лишь жать кнопку прыжка. Добавим проверку на нахождение на земле.

Выбираем наш Foreground, и создаём новый слой 'Ground' в инспекторе.

Снова тыкаем на Foreground, и выбираем в поле Layer наш только что созданный слой.

Переходим к коду.

Добавим в PlayerBehaviour такую строчку.

Теперь в объекте Player мы можем выбрать наш свежесозданный слой.

Обновляем наш PlayerBehaviour. Добавим коллайдер (rigidBody мы создавали ранее).

Теперь мы можем обновить обработку перемещения персонажа в методе updatePlayerPosition

Тут я вспомнил, что забыл глянуть, как "наделся" Box Collider на персонажа. Кажется, все ок - линии идут ровно по персонажу (жёлтая рамка). Если что, всегда можно ткнуть на Edit Collider и подтянуть его.

Летать мы разучились, а по платформе больше не скользим. Победа!

Из-за слоя Ground персонаж может прыгать от стенок. Не знаю, как это можно решить.
Является ли ограничение движения камеры, которое я написал, отимальным.
Иногда персонаж застревает на месте. Такое ощущение, что коллайдер видит какой то микропиксель, и персонаж застревает на нём.

Я не уверен, что моё решение правильное. Буду рад, если кто-нибудь поделится своими соображениями на данный счёт

Привет.
Я, конечно, дохуя вовремя, когда у тебя уже пять статей и рефакторинг, но вот щас иду за тобой пока вот на этом месте.
Короче, в ассет-сторе есть проект 2D Game Kit от разрабов движка. Там движение камеры сделано буквально следующим образом, если помню (давно открывал). Уровень завёрнут в коллайдер, ещё один коллайдер на камере. Соответственно, когда она о него стукается, то расслабляется и не двигается. И ещё там угарный камера-лаг стоит, чтоб камера не жёстко следовала за персонажем, а как бы за верёвочку.

Привет.
Да, я изначально так и пробовал.
Но персонаж, почему-то, попросту исчезает при старте игры.
Попробую ради эксперимента новый проект создать.

Надо разобраться куда исчезает. Самое простое, поставить на паузу, перейти из окна Game в Scene, и просто посмотреть. А потом уже делать выводы.

Продолжаем делать наш Unity for dummies платформер.

Полные версии кода будут находиться в конце поста.

Если вы не в курсе, как работают хуки жизненного цикла в Unity, вы можете ознакомиться с данной статьёй.

Пока закрываем все ненужные компоненты (Box Collider 2D, etc), нажимая на стрелочку у каждого из них.

Запомним это для того, чтобы затем использовать в коде (названия инпутов Jump, Horizontal).

Пора покодить. Два раза нажимаем на наш скрипт PlayerBehaviour, и Unity отдаст его в руки Visual Studio.

Честно, данную IDE я не люблю. Потому я открываю его в VScode (а вы хоть в VIMе пишите - это ваш выбор).

Я не буду часто использовать try/catch в этом коде, но вам очень советую - сильно экономит время.

Исправляем код, и страшные красные буквы исчезают. Можно запустить игру, и проверить, как все работает.

Мне не нравится, что персонажа переворачивает. Исправим.

Заходим в инспектор, открываем Rigidbody2D и ставим галочку на Freeze Rotation Z.

Жить можно, но есть проблема - камера не двигается за персонажем.

Есть два основных способа научить камеру двигаться за персонажем.

2. Задать движение камеры за персонажем програмно.

Создаём скрипт CameraBehaviour, и привязываем его к объекту Main Camera (добавляем через инспектор).

Открываем наш новый скрипт, и начинаем кодить (да, мне на работе не хватает, продолжаю и после).

Фиксируем объект камеры на замок в инспекторе, и перетаскиваем наш объект Player в GameObject.

Теперь камера двигается за игроком.

Однако камера постоянно вылезает за пределы уровня, показывая синий фон.

Добавляем в наш скрипт CameraBehaviour следующий код:

[Header("Camera position restrictions")] public float minY; public float maxY; public float minX; public float maxX;

Двигаем камеру, и снимаем наши измерения ее положений.

На скрине ниже камера стоит в левом нижнем углу сцены.

Исходя из поля Position, я выбираю минимум по Х = -12, по Y = -0.5 (числа округлены их -12.09 и -0.84) соответсвенно.

Проставляем снятые позиции для камеры (мои и ваши позиции будут отличаться).

Теперь обновим метод UpdateCameraPosition в скрипте CameraBehaviour

Отлично, камера перестала "гулять". Работаем дальше.

Выбираем наш Foreground, и создаём новый слой 'Ground' в инспекторе.

Снова тыкаем на Foreground, и выбираем в поле Layer наш только что созданный слой.

Переходим к коду.

Добавим в PlayerBehaviour такую строчку.

Теперь в объекте Player мы можем выбрать наш свежесозданный слой.

Обновляем наш PlayerBehaviour. Добавим коллайдер (rigidBody мы создавали ранее).

Теперь мы можем обновить обработку перемещения персонажа в методе updatePlayerPosition

Летать мы разучились, а по платформе больше не скользим. Победа!

Из-за слоя Ground персонаж может прыгать от стенок. Не знаю, как это можно решить.
Является ли ограничение движения камеры, которое я написал, отимальным.
Иногда персонаж застревает на месте. Такое ощущение, что коллайдер видит какой то микропиксель, и персонаж застревает на нём.

3D-игры определенно добавляют уровень сложности по сравнению с 2D, но шаг за шагом вы постепенно создаете интересную 3D-игру. Новые параметры проектов как для 2D, так и для 3D, в Unity поддерживают 3D. В 2D-игре могут быть 3D-объекты и наоборот.

Из чего состоит трехмерная сцена?

Трехмерная (3D) сцена состоит главным образом из трех основных визуальных компонентов: источников света (lights), рендеров мешей (mesh renderers) и шейдеров. Unity поддерживает четыре типа источников света. Вы найдете их в меню GameObject. Поэкспериментируйте, добавляя разные типы и изменяя их свойства. Самый простой из них — источник направленного света (directional light), который подобен солнцу на небе.

Меш (mesh), или модель, — это набор вершин, образующие многоугольники, из которых состоит какой-либо объект. Шейдер является скомпилированной подпрограммой, содержащей код для управления тем, как будет отображаться ваш объект или как он будет взаимодействовать с источником света. Некоторые шейдеры просто берут освещение и отражают его подобно зеркалу, другие — принимают текстуру (изображение, применяемое к мешу) и могут создавать тени и глубину, а некоторые даже позволяют прорезать визуальные дыры в ваших моделях (пример — изгородь).

Asset Store

Я вкратце рассказывал об Asset Store (магазине ресурсов) в своей первой статье, но по-настоящему полезным он становится при разработке 3D-игр. Я не художник и, поскольку это технический журнал, полагаю, что большинство из вас тоже не являются художниками. (Если же вы художник, пожалуйста, примите мои поздравления — это редкий дар.) Но, если вы хотите создать игру, например, с буйной растительностью и старыми полуразрушенными зданиями, это не проблема. Я могу купить то, что мне нужно, в Asset Store. Если мне нужны 15 видов зомби, я могу приобрести пакет от Mixamo в Asset Store. Потенциально возможные комбинации почти бесконечны, так что не волнуйтесь о том, что чья-то игра будет выглядеть похожей на вашу. А самое главное в том, что Asset Store интегрирован с Unity. Вы можете обновлять свои пакеты, щелкая Window | Asset Store, а затем значок корзины. Вы также можете просматривать рецензии и комментарии, чтобы быстрее понять, подойдет ли конкретный элемент для вашего проекта, например оптимизирован ли он для мобильного устройства. Настольные игры обычно используют гораздо больше объектов, текстур, вершин, памяти, чем мобильная игра, хотя некоторые из более новых чипов делают сегодня мобильные устройства близкими по своим возможностям к Xbox 360.

В типичной 3D-игре применяются многие из тех же концепций, что и в 2D-играх: коллайдеры, триггеры, абсолютно твердые тела (rigid bodies), игровые объекты/преобразования, компоненты и др. Независимо от типа 3D-игры обычно вам нужно контролировать ввод, перемещения и персонажей, использовать анимации и эффекты частиц, а также выстраивать воображаемый мир так, чтобы он был и фантастическим, и реалистическим. Мы обсудим некоторые способы, которыми Unity может помочь добиться всего этого.

Контроллеры ввода, перемещения и персонажей

Чтение ввода для перемещения в 3D немного усложняется, потому что вместо простого движения в плоскостях X и Y теперь можно двигаться в трех измерениях: X, Y и Z. Варианты 3D-перемещения включают (но не исчерпываются ими) движение сверху вниз, где персонаж двигается только горизонтально и вертикально; поворачивание камеры или персонажа при считывании ввода от мыши, как это делается во многих шутерах от первого лица (first-person shooter, FPS); смещение влево и вправо при чтении ввода по горизонтали; вращение вокруг себя при чтении ввода по горизонтали или простое движение в обратном направлении. Вариантов перемещения очень много, так что вам есть из чего выбирать.

Рис. 1. Различные методы перемещения объектов

У каждого подхода есть свои плюсы и минусы. При перемещении только с помощью преобразования производительность может пострадать (методы 1–2), хотя это очень простой способ перемещения. Unity предполагает: если у объекта нет компонента rigidbody, он, вероятно, не является перемещаемым объектом. Она создает на внутреннем уровне статическую матрицу столкновений (static collision matrix), чтобы знать, где находятся объекты; это повышает производительность. Когда вы перемещаете объекты с помощью преобразования, эту матрицу нужно пересчитывать, что приводит к уменьшению производительности. В простых играх вы никогда не заметите этого падения производительности, и такие варианты могут оказаться для вас самыми простыми, хотя по мере усложнения ваших игр важно перемещать само абсолютно твердое тело, как в методах 4–6.

Поворачивание объектов

Поворачивание объектов — операция сравнительно несложная, во многом аналогичная перемещению объектов, но теперь векторы представляют градусы, а не позицию или нормализованный вектор. Нормализованный вектор — это просто вектор с максимальным значением 1 для любого значения, и он может использоваться, когда вам нужно лишь ссылаться на направление по вектору. Вам доступны некоторые ключевые слова, относящиеся к векторам, например Vector3.right, back, forward, down, up, left, right, zero и one. Все, что будет перемещаться или поворачиваться в положительном горизонтальном направлении, может использовать Vector.right, под которым подразумевается (1,0,0), или одна единица вправо, а в случае поворачиваемого объекта это один градус. На рис. 2 я просто понемногу поворачиваю объект в каждом кадре.

Рис. 2. Метод для поворачивания объекта

У каждого из этих методов есть свои нюансы. Какой из них следует использовать вам? Я попытался бы по возможности приложить силы к rigidbody. Наверное, я просто немного запутал вас этим вариантом. Хорошая новость в том, что уже имеется код, способный делать за вас практически все из этого.

Вы обратили внимание на Quaternion в методе 3? Unity использует на внутреннем уровне эти Quaternion для представления всех поворачиваний. Quaternion — эффективные структуры, предотвращающие эффект, который называется шарнирной блокировкой (gimbal lock). Он возможен, если для поворачивания вы используете обычные углы Эйлера (Euler angles). Шарнирная блокировка происходит, когда две поворачиваемые оси оказываются в одной плоскости, после чего их нельзя разделить. (Наглядную демонстрацию см. в видеоролике по ссылке bit.ly/1mKgdFI.) Чтобы избежать этой проблемы, Unity использует структуры Quaternion вместо углов Эйлера, хотя вы можете задавать углы Эйлера в Unity Editor и он в конечном счете будет выполнять их преобразование в Quaternion. Многие никогда не сталкиваются с шарнирной блокировкой, но я хотел указать на то, что, если вы хотите напрямую задавать поворачивание в коде, то должны делать это через Quaternion; кроме того, вы можете сами преобразовывать углы Эйлера с помощью Quaternion.Euler.

Теперь, когда вы увидели множество вариантов, должен отметить, что самым простым методом я нахожу использование rigidbody и простое применение .AddForce к персонажу. По возможности я предпочитаю повторно использовать код, и, к счастью, Unity предоставляет целый ряд заготовок (prefabs).

Давайте не будем изобретать колесо

Unity предоставляет пакет Sample Assets в Asset Store (bit.ly/1twX0Kr), который содержит кросс-платформенный диспетчер ввода, элементы управления для контроля джойстиков на мобильных устройствах, некоторые анимации, эффекты частиц и, что самое важное, ряд заранее скомпилированных контроллеров персонажей.

В Unity (версии 4.6 на момент написания этой статьи) также включены некоторые более старые ресурсы. Эти ресурсы теперь распространяются как отдельный пакет, который Unity может обновлять индивидуально. Вместо написания всего кода для создания в игре персонажа от первого или третьего лица или даже самостоятельно движущегося автомобиля вы можете просто использовать заготовки (prefabs) из ресурсов-образцов. Перетащите заготовку в свою сцену и вы моментально получите персонаж с видом от третьего лица со множеством анимаций и полным доступом к исходному коду, как показано на рис. 3.

Рис. 3. Заготовка персонажа от третьего лица

Анимации

Системе анимации Mecanim в Unity можно было бы посвятить целую книгу (и такая книга уже написана, кстати). Анимации в 3D, как правило, сложнее, чем в 2D. В 2D файл анимации обычно изменяет спрайт для рендеринга в каждом ключевом кадре. В 3D данные, связанные с анимацией, гораздо сложнее. Вспомните: в предыдущей статье я говорил, что файлы анимации содержат ключевые кадры. В 3D может быть много ключевых кадров, каждый из которых содержит массу точек данных для движений пальцев, руки или ноги или для выполнения любого количества и типа перемещений. Кроме того, меши могут определять кости в них и использовать компоненты, называемые рендерами мешей со скинами (skinned mesh renderers), которые деформируют меши на основе того, как движутся кости; это во многом напоминает то, как движутся живые существа.

Файлы анимации обычно создаются в сторонней системе моделирования/анимации, хотя их можно создавать и в Unity.

Рис. 4. Контроллер анимации для управления состояниями анимации персонажа

Помните, что персонажи и анимации можно получать из Unity Asset Store, создавать с помощью средств моделирования и использовать сторонние продукты вроде Fuse от Mixamo, которые позволяют быстро генерировать адаптированные под ваши потребности персонажи. Просмотрите мои видеоролики на Channel 9 — они дадут вам начальное представление об анимации в Unity.

Создание мира

В Unity встроена система террейнов для генерации миров. Можно создать террейн, а затем использовать имеющиеся инструменты для приданию террейну нужных форм, создания гор, размещения деревьев и травы, рисования текстур и др. Можно добавить в мир небо, импортировав пакет скайбоксов (Assets | Import Package | Skyboxes) и назначив их в Edit | Render Settings | Skybox Material. У меня ушло около пары минут на создание террейна с динамической отражающей водой, деревьями, песком, горами и травой (рис. 5).

Рис. 5. Быстро созданный террейн

Системы координат в Unity

В Unity есть четыре метода для ссылки на какую-либо точку в игре или на экране (рис. 6). Существует экранное пространство, диапазон которого простирается от 0 до количества пикселей; оно обычно используется для получения местоположения, где пользователь коснулся экрана или щелкнул мышью.

Пространство области просмотра (viewport space) — просто значение от 0 до 1, благодаря которому можно сообщить, что полпути — это .5, а не делить пиксели на 2. Поэтому я могу разместить объект посреди экрана, указав в качестве его позиции координаты (.5, .5).

Мировое пространство (world space) относится к абсолютному позиционированию объекта в игре на основе трех координат: (0, 0, 0). Все игровые объекты верхнего уровня в сцене имеют свои координаты, перечисленные в мировом пространстве.

Наконец, локальное пространство (local space) всегда относительно родительскому игровому объекту. В случае игрового объекта верхнего уровня оно идентично мировому пространству. Все дочерние игровые объекты перечисляются в Editor с координатами относительно их предку, поэтому, например, в вашей модели у дома могут быть мировые координаты (200, 0, 35), тогда как у его передней двери (предполагая, что это дочерний игровой объект, принадлежащий дому) — только (1.5, 0, 0), поскольку они относительны предку. В коде, когда вы ссылаетесь на transform.position, всегда используются мировые координаты, даже если это дочерний объект. В данном примере у двери были бы мировые координаты (201.5, 0, 35), но, если вместо этого вы ссылаетесь на transform.localPosition, вы получили бы (1.5, 0, 0). В Unity есть функции для преобразований между различными системами координат.

Рис. 6. Координаты в Unity

Screen space:	Экранное пространство:
Viewport space:	Пространство области просмотра:
World space:	Мировое пространство:

Потоки и сопрограммы

Рис. 7. Применение сопрограммы для приостановки действия

Физика и обнаружение коллизий

Физика и средства обнаружения коллизий в 3D почти такие же, как в 2D, с тем исключением, что коллайдеры имеют другую форму и у компонента rigidbody есть несколько других свойств, таких как способность свободного вращения или перемещения по осям X, Y и Z. В 3D теперь имеется коллайдер меша, который обертывает всю фигуру модели как зону распознавания коллизии. Звучит грандиозно, и для коллизий это все весьма хорошо, но плохо для производительности. В идеале, нужно упростить формы коллайдеров и ограничить процессорные ресурсы, необходимые для их использования. У вас есть зомби? Нет проблем — используйте коллайдер капсулы (capsule collider). Сложный объект? Используйте несколько коллайдеров. По возможности избегайте коллайдера меша.

Unity предоставляет ряд методов, позволяющих узнавать, когда происходит коллизия или срабатывает триггер. Ниже показан базовый пример:

Методов гораздо больше, чем перечислено здесь, в частности есть методы OnTriggerExit и OnCollisionExit, почти идентичные своим аналогам в 2D.

Создание объектов

Когда вам нужно создать в период выполнения новые элементы на основе GameObject, не пользуйтесь конструкторами. Вместо них применяйте Instantiate. У вас определенно могут быть классы с конструкторами, которые в скриптах неявно наследуются от MonoBehavior; это происходит во всех скриптах верхнего уровня, назначенных любому GameObject. Однако эти скрипты могут вызывать конструкторы для других объектов:

Эффекты частиц

Если вы хотите, чтобы у вас были мерцающие звезды, пыль, снег, взрывы, огонь, туман, поднимающийся от водопада, всякие кровавые и другие эффекты, нужно использовать эффект частиц (particle effect). В Unity есть старая система частиц и более новая, лучше оптимизированная — Shuriken. С помощью Shuriken в Unity можно делать массу потрясающий вещей, в том числе заставить падающие частицы поддерживать коллизии. Поскольку на этот счет существует множество учебных пособий, например по ссылке bit.ly/1pZ71it, и эффекты, как правило, создаются в Editor с дизайнером, здесь я просто покажу, как можно создавать их экземпляры, когда, скажем, некий персонаж попадает в область триггера монеты, которую он должен подобрать.

Чтобы начать работу с частицами, выберите Game Object | Particle System и вы сразу же увидите, что в вашу сцену добавлен один из эффектов, как на рис. 8.

Рис. 8. Эффект частиц

Я предпочитаю создавать из своих систем частиц заготовки (о которых я рассказывал во второй статье), чтобы их можно было легко использовать повторно. Достаточно создать их экземпляры в коде, сначала назначив скрипт игровому объекту (предполагая, что его класс наследует от MonoBehavior, как и все компоненты script игровых объектов), а затем перетащив нужный эффект частиц в Editor из сцены или заготовки в проект, например, на предоставляемое свойство SmokeEffect (рис. 9).

Рис. 9. Предоставляемое свойство SmokeEffect

Создание UI

В Unity 4.6 добавили совершенно новую систему UI для создания элементов HUD (heads-up display) в игре с использованием текста, панелей, виджетов и др. Добавление текста в HUD вашей игры сводится к выбору GameObject | UI | Text и заданию шрифта и текста. Если вам нужно позднее управлять текстом в коде, например для обновления счета, вы просто используете:

Если мне требуется некое изображение в UI, я открываю GameObject | UI | Image и назначаю спрайтовое 2D-изображение этому новому компоненту. Значения задаются, как и в случае любого другого игрового объекта. Надеюсь, что к этому моменту вы уже заметили шаблон. Чтобы создать простой GUI, создайте UI-объекты через меню GameObject | UI, укажите начальные значения в Editor и позже контролируйте их, получая ссылки на данные UI-компоненты и изменяя значения или даже анимируя их. Я сформировал базовый GUI, показанный на рис. 10, создав элементы под новым компонентом Canvas. Новая UI-система в Unity 4.6 содержит ряд базовых типов объектов, таких как Panel, Button, Text, Image, Slider, Scrollbar и Toggle, и с ними невероятно легко работать при создании UI.

Рис. 10. UI с изображением и текстов в HUD

Искусственный интеллект в вашей игре

Заключение

3D-мир вносит дополнительный уровень сложности по сравнению с 2D, так как в нем вы имеете дело с полноценными мешами и еще одним измерением. Asset Store — важнейший источник ресурсов как для начинающих, так и для продвинутых разработчиков игр, и вы действительно можете значительно ускорить создание своей игры, используя готовые ресурсы.

Когда я только начинал разрабатывать игры, я едва не сошел с ума в поисках множества моделей и текстур в Интернете. В Интернете есть некоторые великолепные торговые площадки, предлагающие такие ресурсы, но вы быстро поймете, что не все они годятся для игр. Как-то раз я скачал модель небольшого валуна, в которой оказалось почти 100 000 вершин! Ищите ресурсы, оптимизированные под мобильные устройства, или проверяйте количество вершин/многоугольников, чтобы они гарантированно работали в ваших играх. А иначе они значительно замедлят вашу игру. Существуют средства оптимизации моделей, в том числе Cruncher, включенный в Unity. В следующей статье я рассмотрю, как перенести игру или приложение из Unity на платформу Windows. Заходите в мой блог на Channel 9 (aka.ms/AdamChannel9), где я периодически выкладываю свои учебные видеоролики и ссылки на различный контент для скачивания.

Выражаю благодарность за рецензирование статьи экспертам Мэтту Ньюмену (Matt Newman) из Subscience Studios и Тоутвидасу Цилису (Tautvydas Žilys) из Unity.

Павел Попов — Senior Unity Developer в команде NIX. В течение восьми лет он взаимодействует с архитектурой проектов и сетевой составляющей, а также периодически делает инди-игры. Знаком со стеком разработки с нуля, включая наброски картинок. Для ArtCraft Media Павел написал подробный туториал о том, как создать и анимировать 2D персонажа с помощью Unity 2020 LTS и пакетов PackageManager.

Почему Unity?

Выбор пал на эту технологию потому, что в ней у меня больше опыта. Средства Unreal Engine, например, лучше всего использовать в 3D-разработке. Godot вполне в силах потягаться с Unity, но там еще есть нюансы с производительностью и стабильностью. Adobe Animate или Toon Boom Animation — для тех, кто рисует покадрово, например, для художников и профессиональных аниматоров.

Мы же нацелены на автоматизацию, и применение этих анимаций в играх или кат-сценах. Так мы сможем управлять широким спектром составляющих картины, не прибегая к прорисовке каждого кадра, а используя сам движок и наработки: освещение, эффекты, симуляции боев и тому подобное.

Пока еще на Unity из коробки проще выдать хороший результат. Разработчики регулярно обновляют пакеты с исходниками, и дают возможность кастомизировать продукт под себя.

Сейчас мы создадим готового к анимации персонажа средствами Unity из картинки, разбитой на части. Освоив описанные ниже инструменты, ты сможешь оживить любую картинку, привести в нужный вид персонажа и также оживить его. Кроме того, в будущем ты будешь гораздо точнее ставить задачи художникам. Итак, погнали!

Начальная настройка Unity

Поставив 2D PSD Importer, за ним подтянется 2D Animation, который нам понадобится для инверсной кинематики (далее IK). Далее все, что нам нужно — правильно настроенный арт, и здесь есть свои тонкости. Возьмем для наглядности программу Gimp (последующие действия идентичны для Photoshop).

Используемые пакеты (Окно PackageManager (Windows->PackageManager). Источник: личный архив автора

Разбиваем персонажа на слои в Gimp (или Photoshop)

Персонаж, разобранный по слоям в Gimp. Источник: личный архив автора

Если используешь Photoshop, выбери при экспорте формат .psb. Если Gimp, то экспортируем .psd, и потом вручную меняем формат файла на psb в проводнике. Они отличаются большим объемом поддерживаемого разрешение вплоть до 300 000 x 300 000 в отличии от обычного .psd (30 000 x 30 000). Если кидать обычный формат (.psd), Unity его не увидит. Перейдем к самому интересному инструменту с пакета PSD Importer.

Настройка персонажа в Unity

Благодаря PSD Importer пакету мы видим дополнительные возможности — Secondary Textures. Они нужны, чтобы наложить дополнительные карты нормалей или высот, и сделать нашу картинку объемнее.

Выбираем нашего персонажа (Окно SpriteEdtior по клику на на файл персонажа.psb, youtubeIntro). Источник: личный архив автора

Накладывая нормаль, можно сделать имитацию углублений и выпуклостей без использования 3D, а лишь освещая поверхность. На этих инструментах я не буду подробно останавливаться, но пример может выглядеть вот так:

Результат — свет знает, как осветить sprite. Высоты и углубления знаем благодаря NormalMap. Источник: личный архив автора

Идем дальше: проверяем, распознались ли все элементы в главном окне корректно, и можем переименовать или изменить pivot по необходимости. Теперь нас интересует Skinning Editor.

Окно Skinning Editor. Источник: личный архив автора

Полезные ссылки о PSD Importer о SkiningEditor. Рекомендую ознакомиться с примерами, если есть желание создать что то отличное от нашего персонажа, и чтобы понять разные стороны инструмента.

Оранжевым цветом на скриншоте подсвечено, какую панель стоит включить. С ее помощью мы правильно выложим наши кости, и она работает как стандартная иерархия объектов в Unity (Hierarchy — главная панель, переставления родительских объектов в дочерние, — прим. авт.).

Советую сразу именовать новосозданную кость в панели Visibility -> Bone (на скриншоте ниже выделено оранжевым).

Финальный результат настройки костей. Источник: личный архив автора

Нажимаем AutoGeometry для построения геометрии под каждый спрайт. Это позволяет в тонкой настройке задать нужный Mesh Deformation. Убрав выделение с какого-либо спрайта, жмем AutoWeight.

Маловероятно, что тулза на 100% распознала все верно. Перейдем в детальные настройки. Первое, что нас интересует — какой спрайт и область привязалась к кости. Для этого открываем Bone Influence.

Bone Influence — настройка привязки костей к изображению и его областям. Источник: личный архив автора

В нашем случае будет достаточно того, чтобы одна кость управляла только одним спрайтом и всей его областью.

Примечание: есть более продвинутый режим — это, например, когда надо сделать, чтобы плащ был анимирован. Для этого вручную настроена сетка (вкладка Edit Geometry), и заданы несколько костей с областями с помощью инструмента Weight Brush. Но для первичного разбора нам достаточно правильно задать привязки костей к картинкам.

Когда мы уберем лишние кости, увидим, что вся область подсвечивается цветом этой кости. Если что-то не так, перегенерируйте Weight (AutoWeights -> Generate).

Финальный результат настройки. Источник: личный архив автора

В случае правильной настройки костей к областям изображения (у нас же — ко всему слою картинки), переходим к настройке иерархии. На вкладке visibility мы видим финальный результат. Если у тебя было подобное наименование костей, ты легко можешь это проверить.

Примечание: Рекомендую для ног и рук сделать три кости, или позже добавить их в режиме префаба. Так нам будет проще с помощью LimbSolver 2D (из пакета 2D Animation — компонент инверсной кинематики, — прим. авт.) настроить конечности. Не забываем нажать Apply, перекидываем наш префаб в Unity:

Настроенный персонаж исходное состояние. Источник: личный архив автора

Настройка персонажа для анимации с помощью инверсной кинематики

Перед тем, как мы дополним персонажа элементами управления, нужна предварительная настройка. Создадим родительский объект для нашего героя и проверим, что у него нулевые координаты и стандартный масштаб равный одному:

Создание родительского объекта для персонажа. Источник: личный архив автора

Создаем префаб персонажа. У новой системы префабов Unity (начиная с версии 2018 года, — прим. авт.) есть некоторые особенности. Например, объект, который мы создали из ассета, не будет сохранять изменения. Даже если это исходник, как и любая 3D-модель. Поэтому для сохранения своих трудов рекомендую вкладывать подобные объекты в еще один родительский:

Исходный файл персонажа. Источник: личный архив автора

Далее добавляем четыре Limb Solver — это будут наши конечности. И один ССD, так как у нас между головой и туловищем всего две кости. Здесь мы можем настроить точнее. Если нет желания заморачиваться, можно просто создать пустой объект (в нашем случае — вместо меча), и сдвинуть его, или вовсе учесть в настройках костей шагом ранее.

Примечание: CCD и FABRIK отличаются точностью и количеством проходов по иерархии. Рекомендую ознакомиться с документацией подробнее.

Добавляем Limb Solver. Источник: личный архив автора

Теперь именуем наши вновь созданные объекты, и создаем по одному простому GameObject под каждый. Желательно их тоже назвать, чтобы в дальнейшем не теряться. Устанавливаем Target в каждом созданном Solver — четыре Limb и один CCD.

Устанавливаем Target в дочерние объекты. Источник: личный архив автора

Теперь устанавливаем Effector-точку для каждого IK Solver:

ArmL Solver Setup. Источник: личный архив автора

Мы можем задать длину воздействия на потомков (выделено зеленым на скриншоте) до плечей, или в нашем случае до Roota. Когда поднимем наши точки с пола, увидим, что пока не все так гладко.

Результат первичной настройки. Источник: личный архив автора

Здесь мы видим две проблемы. Во-первых, наши суставы смотрят не в ту сторону. Во-вторых, наш управляющий point направляет руки персонажа не туда, куда надо.

Для начала поправим положение рук. Для этого переходим в конечную иерархию в Sword. Наведя курсор между X и значением, появляется альтернативный курсор — <>. Кликаем и понемногу меняем положения так, чтобы наш меч лег в руку. Ту же операцию проводим и для координаты Y при необходимости.

Настройка IK. Источник: личный архив автора

Сделаем так с обеими руками. Если у тебя кости находятся последовательно друг за другом, с этой проблемой ты не столкнешься. Также удостоверимся, что родительский объект не имеет смещения:

Проверка на смещение управляющих точек. Источник: личный архив автора

Переходим к суставам. Для этого кликаем на Flip-настройку. Этот инструмент вывернет сустав в нужную сторону. Здесь все зависит от первоначального скелета. В нашей ситуации имеем дело с ногами:

Настройка суставов. Источник: личный архив автора

Мы получили настроенного персонажа, которым можем управлять с помощью пятью точек. Также нам доступен Root, который не привязан к инверсной кинематике. Сдвигая его, мы можем менять положения тела, а наши IK Solver оставят конечности в той же позиции.

Финальный результат настройки. Источник: личный архив автора

В считанные секунды мы можем поставить нашего персонажа в нужное положение и быстро анимировать в среде Unity для игры или ролика.

В следующей части рассмотрим создание кат-сцены и то, как мы можем скомпозировать управление камерой, эффектами и уже настроенным персонажем в одном таймлайне с помощью Cinemachine Package.

Читайте также: