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Cómo generar efectos de rayos 2D sorprendentemente buenos en Unity (JavaScript)

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Difficulty:IntermediateLength:LongLanguages:

Spanish (Español) translation by Nadia Gonzales (you can also view the original English article)

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

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

Demo

Echa un vistazo a la demostración a continuación:

Haz clic en el objeto Unity, luego usa las teclas numéricas para cambiar entre demos. Algunos demos requieren que hagas clic en una o dos ubicaciones para activarlos.

Configuración básica

Para comenzar, deberás crear un nuevo proyecto 2D en Unity. Nómbralo como quieras. En Unity, crea cuatro carpetas: Materials, Prefabs, Scripts y Sprites.

A continuación, haz clic en la Cámara Principal y asegúrate de que tu Proyección esté configurada en Orthographic. Establece el Tamaño de la cámara en 10.

Haz clic derecho en la carpeta Materials y selecciona Crear > Material. Renómbrala a Aditivo. Selecciona ese material y cambia su Sombreador a Partículas> Aditivo. Esto ayudará al "pop"de tu relámpago más adelante.

Paso 1: Dibuja una línea brillante

El bloque de construcción básico del que necesitamos hacer un rayo es un segmento de línea. Comienza abriendo tu software favorito de edición de imágenes y dibujando una línea recta con un efecto de brillo. Así es como se ve la mía:

Queremos dibujar líneas de diferentes longitudes, por lo que cortaremos el segmento de línea en tres partes como se muestra a continuación (recorta tu imagen según sea necesario). Esto nos permitirá estirar el segmento medio a cualquier longitud que queramos. Ya que vamos a estirar el segmento medio, podemos guardarlo como un solo píxel grueso. Además, como las piezas de la izquierda y la derecha son imágenes espejadas entre sí, solo necesitamos guardar una de ellas; Podemos darle la vuelta en el código.

Arrastra tus archivos de imagen a la carpeta Sprites en el panel Proyecto. Esto importará los archivos de imagen al proyecto de Unity. Haz clic en los sprites para verlos en el panel Inspector. Asegúrate de que el Tipo de Textura esté establecido en Sprite (2D \ uGUI) y configura el Packing Tag en Línea.

El Packing Tag  ayudará a Unity a ahorrar en los llamados dibujos de nuestro relámpago, así que asegúrate de darles a ambos sprites el mismo Packing Tag, 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 grosor, longitud y orientación.

Agrega el siguiente método Draw () al final de la clase LineJS:


La forma en que posicionamos el segmento medio y los limites los unirá sin problemas cuando los dibujemos. El extremo de inicio se coloca en el punto A, el segmento medio se estira hasta el ancho deseado y la punta del otro extremo se gira 180 ° y se dibuja en el punto B.

Ahora necesitamos crear un prefab para que nuestra clase LineJS trabaje. En Unity, en el menú, selecciona GameObject  > Crear vacío. El objeto aparecerá en tu panel de Jerarquía. Cámbiale el nombre a LineJS y arrastra tu script LineJS a él. Debería verse algo 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> Crear Otros> Sprite en el menú. Cámbiales el nombre a StartCap, MiddleSegment y EndCap. Arrástralos a nuestro objeto Line JS para que se conviertan en sus hijos, eso debería parecerse a la imagen de abajo.

Ve a través de cada hijo y establece su Material en el Renderizador de Sprite al material Aditivo que creamos anteriormente. Asigna a cada uno el sprite apropiado. (Las dos mayúsculas deben obtener el sprite de cap y el segmento central debe tener el sprite de línea).

Haz clic en el objeto LineJS para que puedas ver la secuencia de comandos en el panel Inspector. Asigna los "hijos" a sus lugares apropiados y luego arrastra el objeto Line JS a la carpeta Prefabs para crear uno. Ahora puedes eliminar el objeto Line JS desde el panel Jerarquía.

Paso 2: crea líneas dentadas

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

El uso de un desplazamiento completamente aleatorio tiende a hacer que la línea sea demasiado irregular, por lo que suavizaremos los resultados limitando la distancia entre los puntos vecinos que pueden desplazarse: mira la diferencia entre la segunda y la tercera línea en la siguiente figura.

Suavizamos la línea colocando puntos en un desplazamiento similar al punto anterior; esto permite que la línea en su conjunto se desplace hacia arriba y hacia abajo, al tiempo que evita que alguna parte de ella sea demasiado irregular.

Vamos a crear una clase LightningBoltJS para manejar la creación de nuestras líneas irregulares.

El código puede parecer un poco intimdante, pero no es tan malo una vez que comprendes la lógica. Antes de continuar, comprende que hemos elegido unir nuestros segmentos de línea en los rayos (ya que la constante creación de instancias y la destrucción de objetos puede ser costosa en Unity).

  • La función Initialize() se llamará una vez en cada relámpago y determinará cuántos segmentos de línea se permite usar en cada rayo.
  • La función activateLine() activará un segmento de línea utilizando los datos de posición dados.
  •  La función DeactivateSegments() desactivará cualquier segmento de línea activo en nuestro rayo.
  • La función ActivateBolt() manejará la creación de nuestras líneas irregulares y llamará a la función enableLine() para activar nuestros segmentos de línea en las posiciones apropiadas.

Para crear nuestras líneas dentadas, comenzamos calculando la pendiente entre nuestros dos puntos, así como el vector normal de esa pendiente. Luego, seleccionamos un número 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, clasificamos estas posiciones para permitirnos agregar fácilmente segmentos de línea entre ellas.

El bucle atraviesa los puntos elegidos al azar y los desplaza a lo largo de la normal en una cantidad aleatoria. El factor scale está ahí para evitar ángulos demasiado agudos, y envelope garantiza que el rayo realmente vaya al punto de destino limitando el desplazamiento cuando estamos cerca del final. spread es para ayudar a controlar hasta qué punto los segmentos se desvían de la pendiente de nuestra línea; un spread de 0 esencialmente te dará una línea recta.

Entonces, como hicimos con nuestra clase LineJS, hagamos esto un prefab. En el menú, selecciona GameObject > Crear vacío. El objeto aparecerá en tu panel de Jerarquía. Cámbiale el nombre a BoltJS y arrastra una copia del script LightningBoltJS aquí. Finalmente, haz clic en el objeto BoltJS y asigna el prefab LineJS, desde la carpeta Prefabs, al espacio apropiado en el script LightningBoltJS. Una vez que hayas terminado con eso, simplemente arrastra el objeto BoltJS a la carpeta Prefabs para crear un prefab.

Paso 3: Añade animación

Los rayos deberían destellar y luego desaparecer. Esto es para lo que sirven nuestras funciones Update() y Draw() en LightningBoltJS. Llamar a Update() hará que el rayo se desvanezca. Al llamar a Draw() se actualizará el color del rayo en la pantalla. IsComplete() te dirá cuándo el rayo se ha desvanecido por completo.

Paso 4: Crea un rayo

Ahora que tenemos nuestra clase LightningBoltJS, vamos a darle un buen uso y configurar una escena demo rápida.

Vamos a utilizar un grupo de objetos para este demo, por lo que querremos crear un objeto vacío para mantener nuestros rayos activos e inactivos (simplemente con fines organizativos). En Unity, en el menú, seleccionar GameObject> Crear vacío. El objeto aparecerá en tu panel de Jerarquía. Cámbiale el nombre a LightningPoolHolder.

Haz clic derecho en la carpeta Scripts y selecciona Crear> Javascript. Nombra tu script DemoScriptJS y ábrelo. Aquí hay un código rápido para que empieces:

Todo lo que hace este código es darnos una forma de crear rayos utilizando la agrupación de objetos. Hay otras formas de configurar esto, ¡pero esta con la que lo haremos! Una vez que lo hayamos configurado, todo lo que tendrás que hacer es hacer clic dos veces para crear un rayo en la pantalla: una vez para la posición inicial y otra para la posición final.

Necesitaremos un objeto para poner nuestro DemoScriptJS. En el menú, selecciona GameObject> Crear vacío. El objeto aparecerá en tu panel de Jerarquía. Cámbiale el nombre a DemoScript y arrastra tu script DemoScriptJS ahi. Haz clic en el objeto DemoScript para que podamos verlo en el panel Inspector. Asigna el prefab BoltJS, desde la carpeta Prefabs, al espacio correspondiente en el DemoScriptJS.

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

Paso 5: Crea las ramas del rayo

Puedes usar la clase LightningBoltJS como un bloque de construcción para crear efectos de rayos más interesantes. Por ejemplo, puedes hacer que los rayos se bifurquen como se muestra a continuación:

Para hacer las ramas del rayo, seleccionamos puntos aleatorios a lo largo del rayo y agregamos nuevos rayos que se ramifican desde estos puntos. En el código siguiente, creamos entre tres y seis ramas las cuales se separaran del rayo principal en ángulos de 30°.

Este código funciona de manera muy similar a nuestra clase LightningBoltJS con la excepción de que no usa la agrupación de objetos. Llamar a Initialize() es todo lo que necesitas hacer para crear un rayo ramificado; después de eso, solo tendrás que llamar a Update() y Draw(). Te mostraré exactamente cómo hacerlo en nuestro DemoScriptJS más adelante en el tutorial.

Es posible que hayas notado la referencia a una función GetPoint() en la clase LightningBoltJS. Todavía no hemos implementado esa función, así que vamos a ocuparnos de eso ahora.

Agrega la siguiente función en la parte inferior de la clase LightningBoltJS:

Paso 6: Crea un texto relámpago

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

Tendremos que hacer un poco más de configuración para este. Primero, desde el panel Proyecto, selecciona Crear > RenderTexture. Cambia el nombre a RenderText y establece su tamaño a 256x256px. (No necesariamente tiene que ser ese tamaño exacto, pero cuanto más pequeño sea, más rápido se ejecutará el programa).

En el menú, selecciona Editar > Configuración del proyecto > Etiquetas y capas. Luego, en el panel Inspector, expande el menú desplegable Capas y agrega Text en la capa de usuario 8.

Entonces necesitaremos crear una segunda cámara. En el menú, selecciona GameObject > Crear otro > Cámara. Cámbiale el nombre a TextCamera y establece su Proyección a Orthographic y sus Indicadores claros a Solid Color. Establece su color de fondo en (R: 0, G: 0, B: 0, A: 0) y establece su máscara de eliminación para que sea solo Text (la capa que acabamos de crear). Finalmente, establece su Textura objetivo en RenderText (RenderTexture que creamos anteriormente). Probablemente tendrás que jugar con el tamaño de la cámara más adelante, para que todo encaje en la pantalla.

Ahora tendremos que crear el texto real que dibujaremos con nuestro relámpago. En el menú, selecciona GameObject > Crear otro > Texto GUI. Selecciona el objeto de Texto GUI en el panel Jerarquía y establece su Texto en LIGHTNING, su Ancla en middle center y su Alineación en center. Luego, establece su capa en la capa Text que creamos anteriormente. Probablemente tendrás que jugar un poco con el tamaño de fuente para ajustar el texto en la pantalla.

Ahora selecciona la cámara principal y configura su máscara de eliminación para que sea todo menos nuestra capa de texto. Esto hará que nuestro Texto GUI desaparezca aparentemente de la pantalla, pero debe dibujarse en la RenderTexture que creamos anteriormente: selecciona RenderText en el panel Proyecto y deberías poder ver la palabra LIGHTNING en la vista previa en la parte inferior del panel.

Si no puedes ver la palabra LIGHTNING, deberás jugar con la posición, el tamaño de la fuente y el tamaño de la cámara (texto). Para ayudarte a colocar tu texto, haz clic en TextCamera en el panel Jerarquía y establece la Textura objetivo en None. Ahora podrás ver tu texto GUI si lo centras en la cámara de texto. Una vez que hayas colocado todo, establece la Textura objetivo de la cámara de texto de nuevo en RenderText.

¡Ahora el código! Necesitaremos obtener los píxeles del texto que estamos dibujando. Podemos hacerlo dibujando nuestro texto en un RenderTarget y leyendo los datos de píxeles en un Texture2D con Texture2D.ReadPixels(). Luego, 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 Co-rutina al inicio de nuestro programa para que funcione correctamente.

Después de eso, en cada cuadro, podemos elegir al azar pares de estos puntos y crear un rayo entre ellos. Queremos diseñarlo de modo que cuanto más cerca estén los dos puntos entre sí, mayor será la posibilidad de que creemos un rayo entre ellos.

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

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

El número de puntos candidatos que probamos afectará el aspecto del texto de rayo; si se comprueba un número mayor de puntos, podremos encontrar puntos muy cercanos entre los cuales dibujar rayos, lo que hará que el texto sea muy limpio y legible, pero con menos relámpagos 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 cómo hacer un relámpago y un texto de rayo, pero esos no son los únicos efectos que puedes hacer. Echemos un vistazo a un par de otras variaciones en el rayo que podrías querer utilizar.

Relámpago en movimiento

A menudo es posible que desees hacer un rayo en movimiento. Puedes hacer esto agregando un nuevo rayo corto a cada marco en el punto final del rayo del marco anterior

Ráfaga de relámpago

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

Paso 8: Ponlo todo junto en DemoScriptJS

Querrás poder probar todos estos efectos sofisticados que hemos creado hasta ahora, así que pongámoslos todos en el DemoScriptJS que creamos anteriormente. Podrás alternar entre los efectos presionando las teclas numéricas de tu teclado para seleccionar el efecto, y luego simplemente haciendo clic dos veces como hicimos con nuestros rayos antes.

Aquí está el código completo:

Conclusión

El rayo es un gran efecto especial para arreglar 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 efectos de iluminación impresionantes! Descarga el código fuente y experimenta por tu cuenta.

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