Система игровых объектов (GOC)

Структура сцены

В основе сцены Nau Engine лежит концепция иерархии игровых объектов и компонентов, которая широко используется во многих игровых движках.

Игровая сцена конфигурируется в редакторе и сохраняется в проекте как файл. Для создания игры необходима как минимум одна сцена, которая будет обозначена как стартовая в настройках проекта.

Nau Engine позволяет динамически загружать или выгружать игровые сцены для гибкого управления игровой механикой или трёхмерным пространством мира. Одновременно может быть загружено несколько сцен.

Игровой объект

Игровой объект — это элемент игровой сцены, обладающий определенными характеристиками и логикой, зависящей от его компонентов.

Примеры визуализируемых игровых объектов:

• трехмерные модели

• визуальные эффекты

• источники света

Также в сцене могут присутствовать служебные объекты, отвечающие за логику игры, но не имеющие визуального представления:

• источники звука

• камеры

• триггеры - виртуальные объекты, реагирующие на вход персонажа в их область действия.

Некоторые объекты могут служить исключительно контейнером для игровой логики, не влияя на пространство мира. Роль и назначение игрового объекта определяются разработчиком в зависимости от концепции игры.

Иерархия игровых объектов

Игровые объекты могут быть вложены друг в друга, формируя сложные структуры. Принципы вложенности аналогичны другим игровым движкам. Координаты вложенных объектов сохраняются относительно родительского объекта. Перемещение родителя влечет за собой перемещение всех дочерних объектов.

Окно Структуры (Outliner)

Настройка сцены

Иерархия игровых объектов отображается в окне Структуры (Outliner) в режиме Мира (World). При создании игровой сцены можно создавать и удалять игровые объекты, настраивать их положение в иерархии.

Работа с иерархией игровых объектов аналогична:

• Scene в Godot

• Hierarchy в Unity

• Outliner в Unreal Engine.

---

Игровой объект: контейнер компонентов

Настройки игрового объекта, выбранного в сцене, доступны в окне Инспектор (Inspector).

Игровой объект является контейнером для компонентов. Каждый игровой объект обязан иметь главный компонент, а также может иметь список дополнительных компонентов.

Игровой объект всегда обладает данными трансформации (положение, вращение, масштабирование) относительно родительского объекта в сцене. Можно изменять родителя объекта или делать его независимым от родителя, перемещая в пространство сцены.

Компоненты

Компонент игрового объекта содержит данные и логику. Все компоненты, как системные, так и пользовательские, наследуются от класса Component.

Для размещения игрового объекта в сцене необходимы данные о его положении в пространстве и месте в иерархии объектов. Эти данные содержатся в классе SceneComponent, который наследуется от Component.

Главный компонент

Каждый игровой объект обязан иметь главный компонент, которым может быть только SceneComponent, или унаследованный от него класс.

Системные компоненты Nau Engine, использующие данные о положении в пространстве, наследуются от SceneComponent, что позволяет выбирать их в качестве главных компонентов.

Пример:

Системный компонент статической геометрии (StaticMeshComponent) унаследован от SceneComponent и содержит данные о положении объекта в пространстве (transform). При создании объекта статической геометрии в сцене, он будет ограничен только главным компонентом StaticMeshComponent.

Дополнительные компоненты

К игровому объекту можно добавлять дополнительные компоненты, созданные на базе Component. Дополнительные компоненты, реализующие SceneComponent имеют собственное положение в пространстве главного компонента.

Дополнительный компонент не может иметь собственных вложенных компонентов. Все они располагаются в пространстве главного компонента.

Компоненты пользователя

Система компонентов позволяет работать с игровыми объектами и их поведением. Вы можете создавать собственные компоненты, используя:

• C++ (основной язык Nau Engine)

Нативные компоненты (C++)

Основные принципы работы системы остаются неизменными независимо от языка. В статье, разработка игровой логики, рассказывает о шагах реализации пользовательского компонента.

Работа с C++ требует дополнительных шагов:

1. Компиляция кода: после внесения изменений требуется компиляция и перезапуск редактора.

2. Создание и редактирование: файлы с кодом C++ можно создавать и редактировать в браузере проектов, но нельзя назначать как компоненты простым перетаскиванием. После компиляции они появятся в списке доступных системных компонентов.

Примечание

Нативный код обеспечивает максимальную производительность и полный контроль.

Дополнительная информация

Отличия системы Nau Engine от других движков

	Nau Engine	Unity	Unreal
Сцена	Состоит из иерархии игровых объектов	Состоит из иерархии игровых объектов	Состоит из иерархии игровых объектов и иерархии компонетов объекта
Игровой объект	Класс недоступен для изменения разработчиком.	Класс недоступен для наследования.	От Actor можно наследовать пользовательский тип.
Базовый класс компонента	Component (только жизненный цикл) и SceneComponent (дополнительно содержит данные трансформации).	MonoBehaviour: основа для всех компонентов, обеспечивает их жизненный цикл.	ActorComponent (только жизненный цикл) и SceneComponent дополнительно содержит данные трансформации)
Данные положения	В SceneComponent или наследуемом от него компоненте.	В компоненте Transform, который существует самостоятельно на объекте.	SceneComponent позволяет работать с локальными трансформациями и поддерживает иерархию компонентов.
Структура игрового объекта	Главный компонент (наследуется от SceneComponent) + список дополнительных компонентов (могут наследоваться от Component).	Список компонентов, обязательно включающий компонент типа Transform.	Иерархия компонентов внутри объекта (Actor). Компонент может иметь данные трансформации.
Данные положения в пространстве	В главном компоненте. Каждый наследуемый от него компонент может иметь своё положение в пространстве.	В обязательном компоненте Transform. На объекте может быть только один Transform.
Основная роль игрового объекта	Определяется главным компонентом и уточняется дополнительными компонентами.	Определяется списком компонентов объекта.	Определяется в наследнике класса игрового объекта (Actor) и уточняется набором компонентов.

Сам корневой объект (ствол) может находиться как в пространстве сцены, так и быть дочерним по отношению к другому объекту (например, холму).