Einstieg in Unity Teil 3 – Die Macht der Programmierung

  • 6Minuten

Da wir in Unity nun per Code einen Würfel zum drehen gebracht haben und damit auch in der Lage sind, es beliebig zu bewegen, gehen wir im dritten und letzten Teil einen Schritt weiter: Wir duplizieren und manipulieren es.

Wozu soll das gut sein?

Besonders in der Spieleentwicklung ist Dynamik wichtig. Das heißt, dass das Spiel auf das Geschehen individuell reagieren muss. Stell dir eine Belohnung vor, die davon abhängig ist, wie gut der Spieler eine Aufgabe bewältigt hat. Und je nachdem tauchen dann ein, drei oder neun Objekte auf. Das sind Ereignisse, die man nur mühsam direkt im Level einbauen kann, aber dafür gibt es ja Code.

Was uns erwartet

Ich habe die Aufgabe zweigeteilt. Im ersten Schritt werden wir lernen, wie wir den Würfel kopieren. Wir erstellen dabei zwei Kopien: Ein Würfel erscheint links, der andere rechts vom Original. Beide erben dabei die Eigenschaften des Originals.

Im zweiten Schritt machen wir aus einem kleinen Würfel einen sehr großen, der aus insgesamt 27 kleinen Würfeln besteht. Dieser große Würfel wird sich dann drehen wie ein einzelner. Aber schau selbst.

Das große Problem

Denken wir die Aufgabe zu Ende. Wir kopieren das Original, die Eigenschaften werden an die Kopien weitergegeben. Was bedeutet das?

Genau, sie erzeugen weitere Kopien. Würden wir ein entsprechendes Skript an den Originalwürfel binden, hätten wir eine unendliche Schleife, in der jeder neue Würfel zwei weitere hervorbringt. Unity bzw. das Programm würde sich aufhängen.

Das ist so, weil wir die Kopien beim Objektstart, also void Start() anfertigen.

Die Lösung

Um es zu umgehen, müssen wir ein unsichtbares Objekt in der Szene erstellen. Ich habe es mal Scene-Controller genannt. Das geht ganz einfach. In der Hierarchy links klicken und dann im Menü auf Create Empty.

Das bedeutet wiederum, dass wir das Skript so erstellen müssen, dass wir ein Originalobjekt vorgeben müssen. Hier wiederum gibt es einen kleinen Stolperstein: Es kann sein, dass es dieses Objekt nicht gibt. Wir müssen somit auch eine kleine Fehlermeldung für die Konsole generieren, falls dieser Fall eintritt.

Skript Create_duplicate_objects

Wenn du dein Empty hast, kannst du das Skript bei deinen Ressourcen erstellen und schon einmal dem Empty zuweisen. Ich zeige dir zuerst den Code, dann gehen wir es schrittweise durch.

Mit public GameObject objPrefab; holen wir uns das Objekt, welches wir kopieren möchten. Wenn du das Skript dem Empty zugewiesen hast, musst du also noch den Würfel auf Obj Prefab ziehen.

Mit GameObject originalObj = GameObject.Find(objPrefab.name); suchen wir dieses Objekt. Anschließend prüfen wir mit if (originalObj != null), ob es da ist. Wenn nicht, geben wir unten mit Debug.LogError eine entsprechende Fehlermeldung an die Konsole.

Jetzt kommen die entscheidenden Zeilen:

Vector3 rightPosition = originalObj.transform.position + new Vector3(2.0f, 0, 0);

Hier wird eine neue Vector3 mit dem Namen rightPosition erstellt. Die Position dieses Vektors wird durch die Addition der aktuellen Position des originalObj und einem weiteren Vektor (2.0f, 0, 0) bestimmt. Das bedeutet, dass die neue Position (rightPosition) um 2 Einheiten in der X-Richtung verschoben wird, während die Y- und Z-Koordinaten unverändert bleiben.

Instantiate(objPrefab, rightPosition, originalObj.transform.rotation);

Hier wird ein neues Spielobjekt instantiiert. Die Methode Instantiate wird verwendet, um eine Kopie des objPrefab-Spielobjekts zu erstellen. Dieses neue Spielobjekt wird an der Position rightPosition platziert, die wir zuvor berechnet haben. Die Rotation des neuen Spielobjekts wird auf die Rotation des originalObj gesetzt. Das bedeutet, dass die kopierte Instanz an der berechneten Position erscheint und die gleiche Ausrichtung wie das ursprüngliche Objekt hat.

Das Gleiche machen wir dann auch mit dem Objekt, welches links platziert werden soll.

Wichtig: Wir berechnen immer erst die neue Position, dann kopieren wir das Objekt und setzen es auf diese Position!

enabled = false; deaktiviert das Skript. Eigentlich ist es an dieser Stelle unwichtig. Es garantiert nur, dass nachfolgend nichts mehr aufgerufen wird. Damit sollte man allerdings vorsichtig sein. Wenn man noch mit void Update() arbeiten will, wird das nicht mehr funktionieren.

Der große Würfel

Bevor wir loslegen, müssen wir uns noch eine Sache überlegen. Es erscheint jetzt einfach, das Original 26 Mal zu kopieren, um einen großen Würfel zu erhalten. Okay, wir müssten die beiden oberen Zeilen entsprechend oft kopieren und die Werte anpassen, aber das ist zu viel Arbeit. Dafür hat – wie wir sehen werden – der Programmiergott Schleifen erfunden. Das Problem wird ein anderes sein: Wie drehen wir alle 27 Würfel, damit es aussieht, als wäre es ein einziger großer Würfel?

Mit dem aktuellen Wissen konnte man auf die Idee kommen, dass man bei jedem Frame alle Würfel durchgehen muss um die aktuelle Position und Rotation zu berechnen. Das klingt nach sehr viel Code und sehr viel Mathematik. Aber es gibt eine einfachere Lösung!

Dieses Problem lösen wir, indem wir einen Container erstellen. In diesen kopieren wir alle 27 rein. Am Ende drehen wir nicht jeden einzelnen Würfel, sondern lediglich den Container. Den Rest macht Unity für uns. Wie du sehen wirst, brauchen wir für die Drehung der 27 Würfel nur drei Zeilen, nämlich für jede Achse eine.

Bevor wir mir dem Skript loslegen, gehen wir in der Hierarchy auf den Würfel und deaktivieren das Skript für die Drehung (Object_Routation).

Skript Create_grid_of_objects

Ja, jetzt kommt gleich sehr viel Code. Aber keine Sorge: Nahezu alles, was jetzt kommt, hatten wir bereits in der kleinen Serie. Falls du Schwierigkeiten mit der dreifachen for-Schleife hast, dann zerbrich dir nicht den Kopf. In einer späteren C#-Serie wirst du alles erfahren, was du darüber wissen musst.

Das Skript kannst du dem Scene-Controller zuweisen und Create_duplicate_objects deaktivieren. Vergiss nicht, auch dem neuen Skript den Würfel als Prefab zuzuweisen! Wenn alles geklappt hat, sollte sich die Szene bei dir so verhalten, wie im oberen Video.

Ich habe das Skript so geschrieben, dass du die Anzahl der Kopien in alle Richtungen selbst definieren kannst. Ebenso die Drehgeschwindigkeit und natürlich den Abstand. Du hast also einige Parameter, mit denen du herumexperimentieren kannst. Und das funktioniert natürlich nicht nur mit Würfeln. Du kannst auch Bälle, Kaffeetassen oder Zombies auf diese Weise kopieren und drehen.

Erklärungen

Vor dem Start bestimmen wir zunächst den Container mit private GameObject objContainer;. Erstellt wird er dann in Zeile 23 so:

objContainer = new GameObject("objContainer");
 
In der dritten Schleife passiert das Wesentliche:

objContainer.transform.position = originalPosition; Damit setzen wir die Position des Containers auf die Position des Original-Objekts. Wenn wir das nicht tun, ist der große Würfel später irgendwo, aber nicht dort, wo das Original war.
 
Vector3 offset = new Vector3(x * spacing, y * spacing, z * spacing) - new Vector3(spacing, spacing, spacing);
und
Vector3 cubePosition = originalPosition + offset;
 
Damit bestimmen wir die Position des neuen Würfels. In der nächsten Zeile instanziieren wir es und daraufhin weisen wir es dem Container zu.
 
Mit Destroy(originalCube); zerstören wir das Original. Wir brauchen es nicht mehr, schließlich haben wir 3×3×3, also 27 Würfel erschaffen.
 
Und ja, in void Update() machen wir letztlich das selbe wie im zweiten Tutorial. Wir drehen in diesem Fall aber kein einzelnes Objekt, sondern den Container.

Ausblick

In dieser kurzen Einführungsserie hast du mit Sicherheit viel gelernt. Am besten ist es, das Gelernte anzuwenden. Du kannst nun selbst herumexperimentieren. In Zukunft wird es hier noch weitere Tutorials geben, in denen du noch sehr viel lernen wirst.
 
Danke für deine Zeit und weiterhin viel Spaß in der aufregenden Welt der Spieleentwicklung.

Weiterführende Links

Unity – Einstieg in die Spieleentwicklung
Einstieg in Unity Teil 1 – 3D und erste Szene
Einstieg in Unity Teil 2 – Der drehende Würfel
Warum soll ich programmieren lernen?

Externe Links

Unity Dokumentation

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