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Ejercicios de físicas con Unity Índice 1

Cuerpos rígidos.............................................................................................................2

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Colisiones..................................................................................................................... 2

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Sensores........................................................................................................................3

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Uniones.........................................................................................................................5

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Ejercicios de físicas con Unity

1. Cuerpos rígidos Vamos a continuar el proyecto Unity BlockGame creado en sesiones anteriores, para añadir ahora físicas. Deberemos: a) Abre el proyecto BlockGame en Unity (File > Open Project ...) y crea una nueva escena (File > New Scene). Guarda la escena (File > Save Scene) y dale el nombre Escena02. Verás que la nueva escena aparece como asset del proyecto. b) Añade a la escena un prefab de tipo Habitación definido en la sesión anterior, arrastrándolo desde el panel Project al editor de la escena (si no cuentas con este prefab puedes crear manualmente un plano de 10x10 metros y un muro al fondo del plano). c) Crea una luz direccional en la escena (GameObject > Create Other > Directional Light). d) Crea una esfera (GameObject > Create Other > Sphere) y situala a unos 3m de altura sobre el plano, justo al comienzo del mismo (lo más cercano a la cámara). Dale al cubo el nombre Proyectil y un material de color rojo (si no tienes este material creado de la sesión anterior, deberás crearlo como asset con Assets > Create Material y en el Inspector seleccionar un rojo como Main Color). e) Añade a la esfera un componente de tipo RigidBody (Add Component > Physics > Rigidbody). Prueba a ejecutar el proyecto y comprueba como la gravedad afecta a la esfera. f) Crea un script ProyectilScript en el que definiremos el comportamiento de la esfera Proyectil. Haz que al inicializarse se aplique sobre ella un impulso de 10 kg·m/s en la dirección z hacia adelante. Comprueba el efecto del impulso al ejecutar el juego. g) Crea un material físico para la esfera (Assets > Create > Physics Material) que haga que rebote (puedes utilizar una restitución de 0.75). Prueba el efecto de aplicar este material. h) Crea ahora una forma rectangular alargada de color amarillo. Añade sobre ellas un componente de cuerpo rígido. Almacena el objeto como prefab. Crea varias instancias del prefab y realiza con ellas una construcción apilando las piezas que acabamos de crear de diferentes formas, y situando la construcción cerca del fondo del plano, en un lugar donde sepamos que la esfera va a impactar. Observa el efecto del impacto de la esfera contra la construcción.

2. Colisiones Vamos ahora a detectar colisiones con los distintos elementos del escenario.

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a) En primer lugar vamos a hacer que la esfera no se lance automáticamente, sino que lo haga cuando pulsemos con el ratón sobre ella. Para ello trazaremos un rayo, y aplicaremos un impulso en el punto de la esfera donde haya impactado el rayo. Para ello el impulso se deberá aplicar en el sentido opuesto a la normal del contacto con la esfera, y con una magnitud de 10 kg·m/s. b) Vamos a crear un marcador para el juego. Crea un objeto en la escena de tipo GUI Text, y pon en él el texto "SCORE: 0" en la esquina superior izquierda, con tamaño 24, fuente Arial y color amarillo. c) Una vez tenemos el marcador en pantalla, vamos a escribir un script que nos sirva para almacenar y actualizar la puntuación. Crearemos un asset de tipo script al que llamaremos MarcadorScript y añadiremos una variable global en la que almacenar la puntuación como la siguiente: static var puntuacion : int = 0;

Hay que destacar el modificador static. Este modificador hace que se cree una instancia única de esta variable para todo el juego, independientemente de que pueda haber varios objetos que utilicen este script (todos ellos compartirían la misma puntuación). Por lo tanto, desde cualquier otro script podremos incrementar la puntuación simplemente con: MarcadorScript.puntuacion ++;

Por otro lado, haz que en el método Update el texto (propiedad text) del componente guiText se actualice con la nueva puntuación. d) Ganaremos puntos cuando la bola impacte con los bloques de la estructura. Para ello deberemos detectar colisiones entre estos objetos. Define un script llamado PiezaScript y asígnalo como componente a todas las piezas (utiliza para ello el prefab). Haz que al detectar el inicio de una colisión se incremente la puntuación según la magnitud de la velocidad relativa de dicha colisión (busca la propiedad adecuada en la clase Collision). Ejecuta el juego y comprueba lo que ocurre. e) Modifica la detección para que sólo se tengan en cuenta las colisiones entre la bola y las piezas. Para ello, antes de incremental la puntuación, puedes comprobar si el objeto con el que ha colisionado se llama "Proyectil". Esto se puede obtener mediante la propiedad collision.gameObject.name.

3. Sensores Vamos a crear ahora un tanque de agua. Dentro de ese tanque haremos que los cuerpos dinámicos floten. Esto lo implementaremos mediante un sensor. a) Crea un cubo de dimensiones 3m x 3m de color azul semitransparente (utiliza para ello un material con shader Transparent/Diffuse). Haz que el componente collider de dicho cubo se comporte como trigger. Sitúalo sobre el escenario, y comprueba que al lanzar la

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bola contra él, lo atraviesa. b) Vamos a hacer ahora que cuando un objeto entre en él, se le aplique a dicho objeto una fuerza de flotación. Para ello definiremos un script AguaScript, y lo añadiremos como componente al cubo de agua. En dicho script definiremos el método OnTriggerStay donde aplicaremos una fuerza para hacer que los cuerpos que entren en el volumen del trigger floten. Para poder aplicar la fuerza antes deberemos comprobar que el collider que ha entrado en el volumen tiene asociado un rigidbody: if(other.attachedRigidbody) { other.attachedRigidbody.AddForce(Vector3(0,20,0));

c) Vamos a mejorar el método anterior, para ello comprobaremos el grado de sumergimiento y la masa del volumen de agua desplazada: private var waterDensity : float = 2; function OnTriggerStay(other : Collider) { if(other.attachedRigidbody) { var otherBounds : Bounds = other.bounds; var waterBounds : Bounds = collider.bounds; var volumen : float = otherBounds.size.x * otherBounds.size.y * otherBounds.size.z; var sumergimiento : float = (waterBounds.max.y - otherBounds.min.y) / otherBounds.size.y; sumergimiento = Mathf.Clamp(sumergimiento, 0, 1); other.attachedRigidbody.AddForce(-Physics.gravity * waterDensity * volumen * sumergimiento); } }

Debemos destacar que la solución anterior no es exacta, ya que por simplicidad estamos considerando el bounding volume del cuerpo sumergido, y no su forma real. Estamos también considerando el cuerpo sumergido como una partícula, por lo que sólo será válido para algunos tipos de cuerpos, como por ejemplo esferas. ¿Qué podríamos hacer para extender el modelo a cuerpos con otras formas? Si ejecutamos el juego, veremos que al entrar en el agua el cuerpo no deja de oscilar alrededor de la superficie. d) Para que el cuerpo no oscile indefinidamente, deberemos aplicar una fuerza de resistencia (dumping). Lo más apropiado será aplicar esta fuerza sólo cuando esté sumergido, ya que la resistencia al agua se supone que será mayor a la resistencia al aire. Para ello añadiremos al método OnTriggerStay la siguiente fuerza: other.attachedRigidbody.AddForce(-other.attachedRigidbody.velocity * waterDamping);

Como waterDamping puedes utilizar por ejemplo el valor 0.75 (crea una variable global privada para definir este valor). Ejecuta de nuevo el juego. Ahora el comportamiento dentro del agua será más realista.

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4. Uniones Para finalizar vamos a conectar la esfera (proyectil) a un resorte para que se comporte como una "bola de demolición". Añade al objeto Proyectil un componente de tipo Physics > Spring Joint y comprueba ahora el comportamiento del objeto al ejecutar el juego.

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