本文是中山大学软件工程学院2020级3d游戏编程与设计的作业6
改进飞碟(Hit UFO)游戏：
- 游戏内容要求：
- 按adapter模式设计图修改飞碟游戏
- 使他同时支持物理运动与运动学(变换)运动
物理引擎(Physici Engine)是一个软件组织，它将游戏世界对象赋予现实世界物理属性(重量、形状等)并抽象为刚体(Rigid)模型(也包括滑轮、绳索等)，使得游戏物体在力的作用下，仿真现实世界的运动及物体之间的碰撞过程。记载牛顿经典力学模型基础之上，提供简单的API完成计算物体的运动、旋转和碰撞，实现近乎真实的运动与碰撞效果。
unity物理引擎2
unity物理引擎主要包含角色控制器、刚体、力与力矩、碰撞体、触发器等组件
本次项目是上一次项目的改进版本，主要是使用了物理引擎实现了本次飞碟的运动，以及利用Adapter模式实现了物理运动部分的代码复用。代码部分实现较为简单，只需要进行部分增加与修改即可。
打开之前的预制件，添加刚体组件，同时锁住三轴的Rotation防止飞碟在飞行的时候发生各个方向上的旋转
在写这一次作业的时候发现了上一次作业存在一处bug。
上一次作业由于使用函数计算运动变换，所以此处bug并未显示出来，在使用运动引擎模拟运动之后就可以发现此bug。
具体为飞碟工厂之中，回收飞碟的时候忘记了给free的对象的Active置为false，使得在物理引擎之中，后续发出的飞碟保留了原来的部分数值，导致其下降速度极其快，修改之后此问题已经解决。
public void FreeDisk()
{
for (int i = 0; i < used.Count; i++)
{
if (used[i].gameObject.transform.position.y <= -10f)
{
used[i].gameObject.SetActive(false); // 此处修复了bug
free.Add(used[i]);
used.Remove(used[i]);
}
}
}
为了适配物理引擎添加了FixedUpdate()
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class SSAction : ScriptableObject
{
public bool lived = true;
public bool deleted = false;
public GameObject gameobject;
public Transform transform;
public ISSActionCallback callback;
// 不允许代码中生成该类
protected SSAction() { }
public virtual void Start()
{
throw new System.NotImplementedException();
}
public virtual void Update()
{
throw new System.NotImplementedException();
}
// 添加部分
public virtual void FixedUpdate() {
throw new System.NotImplementedException();
}
}
同样是为了适配物理引擎添加了FixUpdate()
protected void Update()
{
foreach (SSAction ac in waitingAdd)
{
actions[ac.GetInstanceID()] = ac;
}
waitingAdd.Clear();
foreach (KeyValuePair<int, SSAction> kv in actions)
{
SSAction ac = kv.Value;
if (ac.deleted)
{
waitingDelete.Add(ac.GetInstanceID());
}
else if (ac.lived)
{
ac.Update();
ac.FixedUpdate(); // 新增部分
}
}
foreach (int key in waitingDelete)
{
SSAction ac = actions[key];
actions.Remove(key);
Object.Destroy(ac);
}
waitingDelete.Clear();
}
同样是新增了FixUpdate()，但是不会对之前代码起作用，仅仅是起到派生父类代码的作用
public class FlyAction : SSAction
{
public float gravity = -5; //向下的加速度
private Vector3 start_vector; //初速度向量
private Vector3 gravity_vector = Vector3.zero; //加速度的向量，初始时为0
private Vector3 current_angle = Vector3.zero; //当前时间的欧拉角
private float time; //已经过去的时间
private FlyAction() { }
public static FlyAction GetSSAction(int lor, float angle, float power)
{
//初始化物体将要运动的初速度向量
FlyAction action = CreateInstance<FlyAction>();
if (lor == -1)
{
action.start_vector = Quaternion.Euler(new Vector3(0, 0, -angle)) * Vector3.left * power;
}
else
{
action.start_vector = Quaternion.Euler(new Vector3(0, 0, angle)) * Vector3.right * power;
}
return action;
}
public override void Update()
{
//计算物体的向下的速度,v=at
time += Time.fixedDeltaTime;
gravity_vector.y = gravity * time;
//位移模拟
transform.position += (start_vector + gravity_vector) * Time.fixedDeltaTime;
current_angle.z = Mathf.Atan((start_vector.y + gravity_vector.y) / start_vector.x) * Mathf.Rad2Deg;
transform.eulerAngles = current_angle;
//如果物体y坐标小于-10，动作就做完了
if (this.transform.position.y < -10)
{
this.deleted = true;
this.callback.SSActionEvent(this);
}
}
public override void FixedUpdate() { } // 新增部分
public override void Start() { }
}
新增的类，通过物理引擎实现运动，与上面的FlyAction实现思路一致
public class PhysisFlyAction : SSAction {
private Vector3 start_vector;
public float power;
private PhysisFlyAction() { }
public static PhysisFlyAction GetSSAction(int loc, float power) {
PhysisFlyAction action = CreateInstance<PhysisFlyAction>();
if (loc == -1) {
action.start_vector = Vector3.left * power;
}
else {
action.start_vector = Vector3.right * power;
}
action.power = power;
return action;
}
public override void Update() { }
public override void FixedUpdate() {
if (transform.position.y <= -10f) {
gameobject.GetComponent<Rigidbody>().velocity = new Vector3(0, 0, 0);
this.deleted = true;
this.callback.SSActionEvent(this);
}
}
public override void Start() {
gameobject.GetComponent<Rigidbody>().AddForce(start_vector*3, ForceMode.Impulse);
}
}
飞碟的动作管理类，新增了物理运动的调用函数。
思路与之前运动学变换的函数思路基本一致，由于物理引擎特性，仅需要传入参数仅需要力的数值，无需传入角度
public class FlyActionManager : SSActionManager
{
public FlyAction fly;
public PhysisFlyAction ph_fly;
public FirstController scene_controller;
protected void Start()
{
scene_controller = (FirstController)SSDirector.GetInstance().CurrentSceneController;
scene_controller.action_manager = this;
}
public void DiskFly(GameObject disk, float angle, float power)
{
disk.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = true;
int loc = disk.transform.position.x < 0 ? 1 : -1;
fly = FlyAction.GetSSAction(loc, angle, power);
this.RunAction(disk, fly, this);
}
// 新增部分，与上面的函数实现思路一致
public void DiskFly(GameObject disk, float power)
{
disk.GetComponent<Rigidbody>().isKinematic = false;
int loc = disk.transform.position.x < 0 ? 1 : -1;
ph_fly = PhysisFlyAction.GetSSAction(loc, power);
this.RunAction(disk, ph_fly, this);
}
}
新增了SendDisk()中切换运动方式的开关
private void SendDisk(int type)
{
GameObject disk = disk_factory.GetDisk(type);
float ran_y = 0;
float ran_x = Random.Range(-1f, 1f) < 0 ? -1 : 1;
float power = 0;
float angle = 0;
if (type == 1)
{
ran_y = Random.Range(5f, 8f);
power = Random.Range(5f, 8f);
angle = Random.Range(15f, 20f);
}
else if (type == 2)
{
ran_y = Random.Range(3f, 6f);
power = Random.Range(10f, 13f);
angle = Random.Range(10f, 15f);
}
else
{
ran_y = Random.Range(1f, 3f);
power = Random.Range(15f, 18f);
angle = Random.Range(5f, 10f);
}
disk.transform.position = new Vector3(ran_x * 16f, ran_y, 0);
// action_manager.DiskFly(disk, angle, power);
action_manager.DiskFly(disk, power);
}
gif图如下，此处演示为物理引擎的运动，与上次基本一致
代码以及文档均已经上传至hw6 · XiaoChen04_3/3D_Computer_Game_Programming - gitee
部分资料参考