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Cómo generar asombrosamente buenos efectos de rayos 2D en Unity (C #)

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Difficulty:IntermediateLength:LongLanguages:

Spanish (Español) translation by Luis Chiabrera (you can also view the original English article)

Hay muchos usos para los efectos del rayo en los juegos, desde el ambiente de fondo durante una tormenta hasta los devastadores rayos de un hechicero. En este tutorial, explicaré cómo generar mediante programación efectos asombrosos de rayos 2D: pernos, ramas e incluso texto.

Este tutorial está escrito específicamente para Unity, con todos los fragmentos de código en C #. El mismo tutorial también está disponible con código JavaScript. Si no usa Unity, eche un vistazo a esta versión agnóstica de plataforma del mismo tutorial; está escrito para XNA, pero debería poder utilizar las mismas técnicas y conceptos en cualquier motor y plataforma de gamedev.

Demostración

Mira la demostración a continuación:

Haga clic en el objeto Unity, luego use las teclas numéricas para alternar entre demostraciones. Algunas demostraciones requieren que haga clic en una o dos ubicaciones para activarlas.

Configuración básica

Para comenzar, deberá crear un nuevo proyecto en 2D en Unity. Llámalo como quieras En Unity, cree cuatro carpetas: Materiales, Prefabricados, Scripts y Sprites.

A continuación, haga clic en la cámara principal y asegúrese de que su proyección esté configurada en ortográfica. Establezca el Tamaño de la cámara en 10.

Haga clic derecho en la carpeta Materiales y seleccione Crear> Material. Cambiarle el nombre a Aditivo. Seleccione este material y cambie su Sombreador a Partículas> Aditivo. Esto ayudará a que tu rayo "explote" más adelante.

Paso 1: Dibuja una línea brillante

El bloque de construcción básico del que necesitamos hacer un rayo es un segmento de línea. Comience abriendo su software favorito de edición de imágenes y dibujando una línea recta de rayos con un efecto de brillo. Así es como se ve el mío:

Queremos dibujar líneas de diferentes longitudes, por lo que cortaremos el segmento de línea en tres partes como se muestra a continuación (recorte su imagen según sea necesario). Esto nos permitirá estirar el segmento medio a cualquier longitud que deseemos. Dado que vamos a estirar el segmento medio, podemos guardarlo como un solo espesor de píxel. Además, como las piezas izquierda y derecha son imágenes especulares entre sí, solo necesitamos guardar una de ellas; podemos voltearlo en el código.

Arrastra tus archivos de imagen a la carpeta Sprites en el panel Proyecto. Esto importará los archivos de imagen en el proyecto de Unity. Haga clic en los sprites para verlos en el panel Inspector. Asegúrese de que el Tipo de textura esté configurado en Sprite (2D \ uGUI) y configure la Etiqueta de embalaje en Línea.

La etiqueta de embalaje ayudará a Unity a ahorrar en las llamadas al sorteo al dibujar nuestro rayo, así que asegúrese de darle a ambos sprites la misma etiqueta de embalaje o de lo contrario no mejorará el rendimiento.

Ahora, declaremos una nueva clase para manejar segmentos de líneas de dibujo:

A y B son los puntos finales de la línea. Al escalar y rotar las piezas de la línea, podemos dibujar una línea de cualquier espesor, longitud y orientación.

Agregue el siguiente método Draw () al final de la clase Line:


La forma en que posicionamos el segmento medio y las mayúsculas hará que se unan sin problemas cuando las dibujemos. La tapa de inicio se coloca en el punto A, el segmento medio se estira al ancho deseado, y la tapa final se gira 180 ° y se dibuja en el punto B.

Ahora tenemos que crear un prefabricado para que trabaje nuestra clase Line. En Unity, en el menú, selecciona GameObject> Create Empty. El objeto aparecerá en su panel de Jerarquía. Cambie el nombre a Line y arrastre su script Line en él. Debería verse algo así como la imagen de abajo.

Usaremos este objeto como un contenedor para las piezas de nuestro segmento de línea.

Ahora necesitamos crear objetos para las piezas de nuestro segmento de línea. Crea tres Sprites seleccionando GameObject> Create Other> Sprite en el menú. Cambie el nombre a StartCap, MiddleSegment y EndCap. Arrástrelos a nuestro objeto Línea para que se conviertan en sus hijos, esto debería parecerse a la imagen siguiente.

Repase a cada niño y establezca su Material en el Renderizador de Sprite en el material Aditivo que creamos anteriormente. Asigne a cada niño el sprite apropiado. (Las dos tapas deben obtener el sprite de la tapa y el segmento del medio debe obtener la línea del sprite).

Haga clic en el objeto Línea para que pueda ver la secuencia de comandos en el panel Inspector. Asigne a los niños a sus ranuras apropiadas y luego arrastre el objeto Line a la carpeta Prefab para crear un prefab. Ahora puede eliminar el objeto Línea del panel Jerarquía.

Paso 2: crea líneas dentadas

Los rayos tienden a formar líneas dentadas, por lo que necesitaremos un algoritmo para generarlos. Haremos esto seleccionando puntos al azar a lo largo de una línea y desplazándolos a una distancia aleatoria de la línea.

Usar un desplazamiento completamente aleatorio tiende a hacer que la línea quede demasiado dentada, por lo que suavizaremos los resultados al limitar cuán lejos se pueden desplazar los puntos vecinos: vea la diferencia entre la segunda y la tercera líneas en la figura siguiente.

Suavizamos la línea colocando puntos con un desplazamiento similar al punto anterior; esto permite que la línea como un todo vague hacia arriba y hacia abajo, a la vez que evita que una parte de ella quede demasiado dentada.

Vamos a crear una clase LightningBolt para manejar la creación de nuestras líneas dentadas.

El código puede parecer un poco intimidante, pero no es tan malo una vez que comprendes la lógica. Antes de continuar, comprendan que hemos elegido agrupar nuestros segmentos de línea en los pernos (ya que crear instancias y destruir constantemente objetos puede ser costoso en Unity).

  • La función Initialize () se llamará una vez en cada rayo y determinará cuántos segmentos de línea puede usar cada perno.
  • La función activateLine () activará un segmento de línea usando los datos de posición dados.
  • La función DeactivateSegments () desactivará cualquier segmento de línea activo en nuestro perno.
  • La función ActivateBolt () se encargará de crear nuestras líneas dentadas y llamará a la función activateLine () para activar nuestros segmentos de línea en las posiciones apropiadas.

Para crear nuestras líneas irregulares, comenzamos por calcular la pendiente entre nuestros dos puntos, así como el vector normal a esa pendiente. Luego elegimos una cantidad de posiciones aleatorias a lo largo de la línea y las almacenamos en nuestra lista de posiciones. Escalamos estas posiciones entre 0 y 1, de modo que 0 representa el inicio de la línea y 1 representa el punto final. Luego, clasifique estas posiciones para permitirnos agregar fácilmente segmentos de línea entre ellas.

El ciclo pasa por los puntos elegidos al azar y los desplaza a lo largo de la normal en una cantidad aleatoria. El factor de escala está ahí para evitar ángulos demasiado agudos, y la envolvente asegura que el rayo llegue al punto de destino al limitar el desplazamiento cuando estamos cerca del final. La extensión es para ayudar a controlar qué tan lejos se desvían los segmentos de la pendiente de nuestra línea; una extensión de 0 esencialmente te dará una línea recta.

Entonces, como hicimos con nuestra clase Line, hagamos esto en un prefabricado. En el menú, selecciona GameObject> Create Empty. El objeto aparecerá en su panel de Jerarquía. Cambie el nombre a Bolt y arrastre una copia del script LightningBolt. Finalmente, haga clic en el objeto Bolt y asigne Line prefab, de la carpeta Prefabs, a la ranura apropiada en el script LightningBolt. Una vez que haya terminado con eso, simplemente arrastre el objeto Bolt a la carpeta Prefab para crear un prefabricado.

Paso 3: agregar animación

Los relámpagos deberían brillar intensamente y luego desaparecer. Esto es para lo que son nuestras funciones Update () y Draw () en LightningBolt. Llamando Update () hará que el perno se desvanezca. Llamar a Draw () actualizará el color del cerrojo en la pantalla. IsComplete le dirá cuándo el perno se ha desvanecido por completo.

Paso 4: Crear un rayo

Ahora que tenemos nuestra clase LightningBolt, aprovechemos de verdad y creemos una escena de demostración rápida.

Vamos a utilizar un conjunto de objetos para esta demostración, por lo que querremos crear un objeto vacío para mantener nuestros pernos activos e inactivos (simplemente para fines de organización). En Unity, en el menú, selecciona GameObject> Create Empty. El objeto aparecerá en su panel de Jerarquía. Cambiar el nombre a LightningPoolHolder.

Haga clic con el botón derecho en la carpeta Scripts y seleccione Crear> C # Script. Denomine su script DemoScript y ábralo. Aquí hay un código rápido para comenzar:

Todo lo que hace este código es darnos una forma de crear pernos utilizando la agrupación de objetos. Hay otras maneras en que puede configurar esto, ¡pero esto es con lo que estamos yendo! Una vez que lo hayamos configurado, todo lo que tendrá que hacer es hacer clic dos veces para crear un perno en la pantalla: una para la posición de inicio y otra para la posición final.

Necesitaremos un objeto para poner nuestro DemoScript. En el menú, selecciona GameObject> Create Empty. El objeto aparecerá en su panel de Jerarquía. Cambie el nombre a DemoScript y arrastre su script de DemoScript en it.n. Haga clic en el objeto DemoScript para que podamos verlo en el panel Inspector. Asigne el prefabricado de rayos, desde la carpeta Prefabricados, a la ranura correspondiente en DemoScript.

¡Eso debería ser suficiente para ponerte en marcha! ¡Ejecuta la escena en Unity y pruébalo!

Paso 5: Crear Branch Lightning

Puede usar la clase LightningBolt como un bloque de construcción para crear efectos de iluminación más interesantes. Por ejemplo, puede hacer que los pernos se ramifiquen como se muestra a continuación:

Para hacer la rama del rayo, elegimos puntos aleatorios a lo largo del rayo y agregamos nuevos pernos que se ramifican desde estos puntos. En el siguiente código, creamos entre tres y seis ramas que se separan del perno principal en ángulos de 30 °.

Este código funciona de manera muy similar a nuestra clase LightningBolt con la excepción de que no utiliza la agrupación de objetos. Llamar a Initialize () es todo lo que tendrá que hacer para crear un perno de bifurcación; después de eso, solo tendrá que llamar a Update () y Draw (). Le mostraré exactamente cómo hacer esto en nuestro DemoScript más adelante en el tutorial.

Es posible que haya notado la referencia a una función GetPoint () en la clase LightningBolt. Todavía no hemos implementado esa función, así que ocupémonos de eso ahora.

Agregue la siguiente función en la parte inferior de la clase LightningBolt

Paso 6: crea un texto Lightning

A continuación se muestra un video de otro efecto que puede hacer de los rayos:

Tendremos que hacer un poco más de configuración para este. Primero, desde el panel Proyecto, selecciona Crear> RenderTextura. Cambie el nombre a RenderText y establezca su Tamaño a 256x256 px. (No necesariamente tiene que ser del mismo tamaño, pero cuanto más pequeño sea, más rápido se ejecutará el programa).

Desde el menú, seleccione Editar> Configuración del proyecto> Etiquetas y Capas. Luego, en el panel Inspector, expanda el menú desplegable Capas y agregue Texto en la Capa de usuario 8.

Entonces necesitaremos crear una segunda cámara. En el menú, selecciona GameObject> Crear Otro> Cámara. Cambie el nombre a TextCamera y establezca su proyección en Ortográfica y sus Clear Flags en Solid Color. Establezca su color de fondo en (R: 0, G: 0, B: 0, A: 0) y configure su máscara de exclusión para que solo sea Text(la capa que acabamos de crear). Finalmente, establezca su textura objetivo en RenderText (la RenderTexture que creamos anteriormente). Probablemente necesites jugar más tarde con el tamaño de la cámara para que todo encaje en la pantalla.

Ahora necesitaremos crear el texto real que dibujaremos con nuestro rayo. En el menú, seleccione GameObject> Crear otro> Texto GUI. Seleccione el objeto Texto GUI en el panel Jerarquía y establezca su Texto en RAYO, su Ancla en centro medio y su Alineamiento en centro. Luego, configure su Capa a la capa de Texto que creamos anteriormente. Probablemente tendrá que jugar con el Tamaño de fuente para ajustar el texto en la pantalla.

Ahora seleccione la cámara principal y configure su máscara de exclusión para que sea todo menos nuestra capa de texto. Esto hará que nuestro Texto GUI aparentemente desaparezca de la pantalla, pero debería dibujarse en RenderTexture que creamos anteriormente: seleccione RenderText en el panel Proyecto y podrá ver la palabra RELÁMPAGO en la vista previa en la parte inferior del panel .

Si no puede ver la palabra RELÁMPAGO, tendrá que jugar con su posición, tamaño de fuente y tamaño de la cámara (de texto). Para ayudarlo a ubicar su texto, haga clic en TextCamera en el panel Jerarquía y establezca su textura objetivo en None. Ahora podrá ver su Texto GUI si lo centra en la TextCamera. Una vez que tenga todo posicionado, vuelva a establecer TextCamera Target Texture en RenderText.

¡Ahora para el código! Tendremos que obtener los píxeles del texto que estamos dibujando. Podemos hacer esto dibujando nuestro texto en un RenderTarget y leyendo los datos de píxeles en un Texture2D con Texture2D.ReadPixels (). Entonces, podemos almacenar las coordenadas de los píxeles del texto como List<Vector2>

Aquí está el código para hacer eso:

Nota: Tendremos que ejecutar esta función como una Corutina al inicio de nuestro programa para que se ejecute correctamente.

Después de eso, en cada cuadro, podemos elegir aleatoriamente pares de estos puntos y crear un rayo entre ellos. Queremos diseñarlo para que los dos puntos más cercanos estén entre sí, mayor es la posibilidad de que creemos un cerrojo entre ellos.

Hay una técnica simple que podemos usar para lograr esto: elegiremos el primer punto al azar, y luego seleccionaremos un número fijo de otros puntos al azar y elegiremos el más cercano.

Aquí está el código para eso (lo agregaremos a nuestro DemoScript más adelante):

La cantidad de puntos candidatos que evaluamos afectará la apariencia del texto del rayo; comprobar un mayor número de puntos nos permitirá encontrar puntos muy cercanos para dibujar los tornillos entre ellos, lo que hará que el texto sea muy prolijo y legible, pero con menos rayos largos entre las letras. Los números más pequeños harán que el texto del rayo se vea más salvaje pero menos legible.

Paso 7: prueba otras variaciones

Hemos discutido la creación de rayo de rama y texto de rayo, pero esos no son los únicos efectos que puedes hacer. Veamos algunas otras variaciones en los rayos que puede usar.

Movimiento de relámpagos

A menudo querrás hacer un rayo de luz en movimiento. Puede hacer esto agregando un nuevo perno corto cada cuadro en el punto final del perno del marco anterior.

Explosión relámpago

Esta variación ofrece un efecto dramático que dispara relámpagos en un círculo desde el punto central:

Paso 8: Ponlo todo junto en DemoScript

Querrá poder probar todos estos efectos sofisticados que hemos creado hasta ahora, así que vamos a ponerlos todos en el DemoScript que hicimos anteriormente. Podrá alternar entre los efectos al presionar las teclas numéricas de su teclado para seleccionar el efecto, y luego simplemente hacer clic dos veces como lo hicimos con nuestros pernos antes.

Aquí está el código completo:

Conclusión

Lightning es un gran efecto especial para mejorar tus juegos. Los efectos descritos en este tutorial son un buen punto de partida, pero ciertamente no es todo lo que puedes hacer con un rayo. ¡Con un poco de imaginación puedes hacer todo tipo de impresionantes efectos de rayos! Descargue el código fuente y experimente por su cuenta.

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