Tópicos Especiais em
Engenharia de Software (Jogos II)
Aula 05 – Física
Edirlei Soares de Lima
<edirlei@iprj.uerj.br>
Unity 3D: Scripting
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A engine física da Unity fornece todos os componentes para
simulação física realista.
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Rigidbodies
Colliders
Triggers
Physics Forces e Torque
Physics Materials
Physics Joints
Rigidbody
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Um Rigidbody é o principal componente que permite que um
objeto possua um comportamento físico.
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Com um Rigidbody, o objeto irá responder imediatamente a gravidade
e forças físicas aplicadas sobre ele.
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Adicionar um Rigidbody a um objeto: Component -> Physics -> Rigidbody
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Mass: massa do objeto em kg;
Drag: resistência do ar;
Angular Drag: resistência do ar;
IsKinematic: habilita/desabilita a atuação
da engine física no objeto;
Colliders
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Os Colliders definem as formas dos objetos para colisões
físicas. São invisíveis e não precisam ser exatamente iguais as
malhas dos objetos (aproximações são mais eficiente e
indistinguíveis durante o gameplay).
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Adicionar um Collider a um objeto:
Component -> Physics -> (Type) Collider
Colliders primitivos:
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Box Collider;
Sphere Collider;
Capsule Collider;
Colliders
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Em casos onde Colliders compostos não são suficientemente
precisos para representar a forma correta dos objetos, é
possível utilizar Mesh Colliders para representar a forma
exata da malha do objeto.
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Processo de verificação de colisão complexo.
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Não existe colisão entre Mesh Colliders (solução: ativar opção Convex).
Colliders
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Colliders podem interagir com outros Colliders de diferentes maneiras
dependendo da forma como os seus componentes são configurados.
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Static Collider: Um GameObject sem Rigidbody e com Collider é estático.
Geralmente usados para o cenário. É importante que esses objetos
permaneçam completamente parados durante e gameplay.
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Rigidbody Collider: Um GameObject com Rigidbody e com Collider é dinâmico
e controlado pela engine física da Unity.
Kinematic Rigidbody Collider: Um GameObject com Collider e Rigidbody
Kinematic (propriedade) interage corretamente com outros objetos físicos
(
pode ser movido durante o gameplay), mas não é afetado por forças físicas.
Physics Material
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Quando Colliders interagem, as suas superfícies precisam
simular as propriedades do material que supostamente
representam.
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Exemplos: uma superfície de gelo é escorregadia, uma bola de
borracha oferece mais atrito e um alto fator de elasticidade.
Criar um novo material: Assets -> Create -> Physic Material
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Dynamic Friction: fricção usada quando o
objeto está em movimento;
Static Friction: fricção usada quando o
objeto está parado;
Bounciness: fator de elasticidade;
Detectando Colisões por Scripts
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Quando ocorrem colisões, a Unity chama automaticamente
funções de eventos colisão em todos scripts anexados aos
objetos envolvidos.
void OnCollisionEnter(Collision collisionInfo)
void OnCollisionStay(Collision collisionInfo)
void OnCollisionExit(Collision collisionInfo)
Detectando Colisões por Scripts
public class PhysicsTest : MonoBehaviour {
void OnCollisionEnter(Collision collision){
if (collision.gameObject.tag == "Player"){
GetComponent<Renderer>().material.color = Color.green;
}
}
void OnCollisionStay(Collision collision){
if (collision.gameObject.tag == "Player"){
GetComponent<Renderer>().material.color = Color.red;
}
}
void OnCollisionExit(Collision collision){
if (collision.gameObject.tag == "Player"){
GetComponent<Renderer>().material.color = Color.blue;
}
}
}
Triggers
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É possível detectar quando um objeto passa pela área física
de outro objeto através de Triggers.
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Propriedade “IsTrigger” nos Colliders.
void OnTriggerEnter(Collider collisionInfo)
void OnTriggerStay(Collider collisionInfo)
void OnTriggerExit(Collider collisionInfo)
Triggers
public class PhysicsTest : MonoBehaviour {
void OnTriggerEnter(Collider collisionInfo){
if (collisionInfo.gameObject.tag == "Player"){
collisionInfo.gameObject.GetComponent<Renderer>().
material.color = Color.green;
}
}
void OnTriggerStay(Collider collisionInfo){
if (collisionInfo.gameObject.tag == "Player"){
collisionInfo.gameObject.GetComponent<Renderer>().
material.color = Color.red;
}
}
void OnTriggerExit(Collider collisionInfo){
if (collisionInfo.gameObject.tag == "Player"){
collisionInfo.gameObject.GetComponent<Renderer>().
material.color = Color.blue;
}
}
}
Joints
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Joints são utilizados para conectar objetos
fisicamente.
Hinge Joint: conecta dois objetos como se eles estivesse ligados por
uma dobradiça. Ideal para representar portas, mas também pode ser
usado para representar correntes, pêndulos, etc.
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Spring Joint: simula a confecção de dois objetos através de um
elástico.
Fixed Joint: conecta dois objetos de forma fixa (semelhante a
hierarquia).
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Character Joint: usado para criar Ragdolls.
Configurable Joint: incorpora as configurações de todos os outros
joints, permitindo a criação de joints personalizados.
Character Controller
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O Character Controller é geralmente utilizado para controlar
personagens.
public class ControlePersonagem : MonoBehaviour {
public float speed = 70;
private CharacterController ch;
void Start(){
ch = GetComponent<CharacterController>();
}
void Update(){
if (Input.GetKey(KeyCode.UpArrow))
ch.SimpleMove(transform.forward * speed * Time.deltaTime);
if (Input.GetKey(KeyCode.DownArrow))
ch.SimpleMove(-transform.forward * speed * Time.deltaTime);
if (Input.GetKey(KeyCode.LeftArrow))
transform.Rotate(Vector3.up * -speed * Time.deltaTime);
if (Input.GetKey(KeyCode.RightArrow))
transform.Rotate(Vector3.up * speed * Time.deltaTime);
}
}
Forças
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É possível aplicar forças em objetos através de scripts ou
através do componente “Constant Force”.
Métodos do Rigidbody:
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AddForce
AddForceAtPosition
AddTorque
AddExplosionForce
AddRelativeForce
AddRelativeTorque
Aplicando Forças
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AddForce:
public class PhysicsTest : MonoBehaviour {
private Rigidbody rb;
public float moveForce = 50;
void Start(){
rb = GetComponent<Rigidbody>();
}
void FixedUpdate(){
if (Input.GetKey(KeyCode.UpArrow))
{
rb.AddForce(Vector3.forward * moveForce);
}
}
}
Aplicando Forças
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AddForceAtPosition:
public class PhysicsTest : MonoBehaviour {
private Rigidbody rb;
public float moveForce = 50;
void Start(){
rb = GetComponent<Rigidbody>();
}
void FixedUpdate(){
if (Input.GetKey(KeyCode.UpArrow)){
rb.AddForceAtPosition(transform.forward * moveForce,
new Vector3(transform.position.x,
transform.position.y - 0.4f,
transform.position.z));
}
}
}
Aplicando Forças
•
AddTorque:
public class PhysicsTest : MonoBehaviour {
private Rigidbody rb;
public float moveForce = 50;
void Start(){
rb = GetComponent<Rigidbody>();
}
void FixedUpdate(){
if (Input.GetKey(KeyCode.LeftArrow))
{
rb.AddTorque(transform.up * force);
}
}
}
Aplicando Forças
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AddExplosionForce :
public class PhysicsTest : MonoBehaviour {
public float radius = 5.0f;
public float power = 10.0f;
void Update(){
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space)){
Vector3 explosionPos = transform.position;
Collider[] colliders = Physics.OverlapSphere(explosionPos,
radius);
foreach (Collider hit in colliders){
Rigidbody rb = hit.GetComponent<Rigidbody>();
if (rb != null)
rb.AddExplosionForce(power, explosionPos, radius, 3.0f);
}
}
}
}