3D游戏编程与设计做业08

时间  2020-07-04 标签 3d 游戏 编程 设计

3D游戏编程与设计做业08

汽车尾气模拟

情景简介

众所周知，汽车在将燃料转化为动力时会排放废气。咱们可使用粒子系统来给一辆车增长一个排气口以做为车辆的装饰，从而使其更接近现实。html

粒子的时间线

  • 汽车尾气将以很快的速度从排气管道中冒出来
  • 汽车尾气与大气一接触，速度会迅速减慢
  • 汽车尾气与大气接触后，会扩散开来，变得愈来愈微弱
  • 因为汽车尾气是热的，当它经过周围较冷的空气时，它也会略微上升

对于一粒废气烟而言：git

  • 必须从不大于管道宽度的地方开始
  • 在其短暂的使用寿命内，尺寸会大大增长
  • 在其短暂的使用寿命内，尺寸会大大增长
  • 与空气混合时，一般会开始部分透明，而后逐渐彻底透明
  • 在动力学方面，粒子会很快发射出来，但随后会很快变慢，还会稍稍向上提高。

粒子制做

  • 圆柱形排气管github

    • 在Shape模块中，选择Cone，并将它的Angle属性设置为0，在这种状况下圆锥体cone其实是一个圆柱形管道
    • 管道的半径Radius取决于车辆的大小，一般能够利用场景视图中提供的Gizmo网格线框来匹配二者的大小
      半径实际上决定了有关所选特性的许多设置，例如粒子的大小（particle size）和发射速率（emission rate）
    • 在本例中，咱们假设车辆遵循Unity的的标准尺寸惯例，即以1米为1个世界单位（one world unit），所以将半径设置为0.05左右（也就是5cm左右）

  • Smoke材料（Material）web

    • 在资源商店（Asset Store）中下载并导入资源Standard Assets
    • 将其中的`ParticleSystems拖到Assets目录下
    • 将ParticleSystems/Prefabs下的Smoke拖入场景视图中（或者打开其预制进行查看），能够看到其Render模块中的Material已经设置为了ParticleSmokeBlack

  • 粒子系统属性配置编程

    • Start Lifetime：2.5
      通常对于汽车尾气来讲，默认的5秒生存周期过长，所以能够打开粒子系统模块（该模块名称与GameObject同名，本例中为Smoke）对Start Lifetime进行设置。在本模块中还将进行如下配置
    • Simulation Space：Wolrd
      经过使用世界模拟空间，即便车辆移动，烟雾也能够继续萦绕在它产生的地方。
    • Gravity Modifier：-0.01（也能够是其余绝对值较小的负数）
      负重力效应使烟雾颗粒上升，从而模拟它们相对于周围大气是热气体的情景
    • Start Rotation：将其设置为Random Between Two Constants（在右侧的下拉菜单栏中选择），而后将这两个常数值设置为0和360
      如此设置将可使烟雾粒子在发射时随机旋转，造成随机的、不成形的烟雾轨迹的效果，从而更逼真

接下来配置烟雾向外翻滚和消散的效果：dom

  • 粒子Color over Lifetime模块ide

    • 单击渐变条最右端的上标定（用于设置alpha值），将透明度alpha值设置为0，由此场景中的烟雾粒子将具备逐渐消失为0的效果（实际上预制中已配置好了）
      ColorOverLifetime
      事实上，根据发动机的清洁程度，咱们每每但愿在汽车启动时下降渐变的alpha值。此外，浓重的黑烟每每代表燃烧不干净，效率低下

  • 粒子Size Over Lifetime模块svg

    • 打开模块，选择曲线并滑动左端的曲线控制柄，使粒子以其完整大小（full size）的一小部分开始，从而使粒子具备逸出时增大的效果
      SizeOverLifetime.PNG
    • Size的选择取决于排气管的尺寸（稍大于排气管尺寸的Size可使效果更逼真）
    • 能够在场景视图中进行模拟并调试，以得到烟雾外观的良好视觉效果。若是烟雾的扩散程度不足以产生所需的效果，则此时能够增大Particle System模块中的Start Size

最后，配置当烟散开时减慢速度的效果：网站

  • 粒子Force Over Lifetim模块
    • Space：Local
    • Z：一个负值，如：-0.75（系统沿对象局部空间的正Z方向发射粒子的状况下，不然则设置正值）

借助脚本模拟不一样场景效果

  • 汽车启动
  • 汽车运行
  • 汽车停下
  • 汽车故障

思路：若是脚本中有一个表示发动机转速或车辆速度的变量，则只需将该值乘以一个常数，而后将结果赋给particlesystem的emissionrate属性。this

为此，我设计了一个简单的小游戏以表示各个不一样的场景

  • 道路road：

    • 下载并导入资源KajamansRoads，自行选用其Free/Prefabs目录下的一个道路
    • 合理布置于场景中

  • 汽车Car：

    • 下载并导入资源Retro Cartoon Car Cicada

    • 合理布置于场景中

    • 挂载JoyStick.cs代码实现虚拟轴控制汽车移动

      //JoyStick.cs
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class JoyStick : MonoBehaviour
{
    private float speedX = 150F;
    private float speedZ = 15F;

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        float translationZ = Input.GetAxis("Vertical") * speedZ;
        float translationX = Input.GetAxis("Horizontal") * speedX;
        translationZ *= Time.deltaTime;
        translationX *= Time.deltaTime;
        transform.Translate(0, 0, translationZ);
        transform.Rotate(0, translationX, 0);
    }
}

    • 设置主相机跟随，将CameraFollow.cs代码挂载在Main Camera对象下，并将Car游戏对象拖动赋值给脚本中的follow

      //CameraFollow.cs
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class CameraFollow : MonoBehaviour
{
    public GameObject follow;            //跟随的物体
    public float smothing = 5f;          //相机跟随的速度
    Vector3 offset;                      //相机与物体相对偏移位置

    void Start()
    {
        offset = transform.position - follow.transform.position;
    }

    void FixedUpdate()
    {
        if (follow != null)
        {
            Vector3 target = follow.transform.position + offset;
            //摄像机自身位置到目标位置平滑过渡
            transform.position = Vector3.Lerp(transform.position, target, smothing * Time.deltaTime);
        }
    }
}

    • 挂载SmokeEmission.cs脚本，实现烟雾粒子发射随不一样场景变化效果

      //SmokeEmission.cs
//设置烟雾粒子生成地的坐标随汽车坐标移动变换
GameObject smoke = null;
if (Mathf.Abs(Input.GetAxis("Vertical")) > 0.1 || Mathf.Abs(Input.GetAxis("Horizontal")) > 0.1)
{
    smoke = Instantiate(Resources.Load<GameObject>("Prefabs/Smoke"), new Vector3(this.gameObject.transform.position.x - 0.635f,
        this.transform.position.y + 0.17f, this.transform.position.z - 1.6f), Quaternion.identity);
    float tranlationZ = Input.GetAxis("Vertical") * speedZ;
    smoke.GetComponent<ParticleSystem>().emissionRate = engineCoeffient * tranlationZ;
}

...

//汽车发生故障（与障碍物发生碰撞）后烟雾粒子效果变化以及故障恢复
float engineCoeffient = 2.5f;
bool break_down = false;
int recover_time = 500;
if (Vector3.Distance(this.gameObject.transform.position, barrier_pos) < 1.5f)
{
    //car is break down
    break_down = true;
    engineCoeffient = 10;
}
if (break_down)
{
    if (recover_time == 0)
    {
        break_down = false;
        recover_time = 500;
        engineCoeffient = 2.5f;
    }
    else
    {
        recover_time--;
    }
}

  • 障碍物Barrier：

    • 下载并导入资源IndustrialEnvironment，自行选用TrafficBarriers/Prefabs目录下的一个障碍物做为预制，置于目录Assets/Resources/Prefabs下
    • 汽车每向前移动100个单位就生成一个障碍物
      //SmokeEmission.cs
float old_pos_z;
void Start()
{
    old_pos_z = this.gameObject.transform.position.z;
}

void Update() {
	...

	shift += (this.gameObject.transform.position.z - old_pos_z);
	        old_pos_z = this.gameObject.transform.position.z;
	
	if (shift >= 100)
	{
	    barrier_pos = new Vector3(this.gameObject.transform.position.x-1,
	        this.gameObject.transform.position.y, this.gameObject.transform.position.z + 30);
	    barrier = Instantiate(Resources.Load<GameObject>("Prefabs/Barrier"), barrier_pos, Quaternion.identity);
	    shift = 0;
	}
	
	...
}

完整代码参考——>代码传送门

参考资料

潘老师的课程网站
Unity官方汽车模拟教程

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