Spinning Objects erstellen

Drehende Objekte sind Objekte, die sich um eine oder mehrere Achsen im 3D-Raum drehen. Mit der integrierten Leistungsfähigkeit von Roblox' Simulationsengine können Sie Objekte zum Drehen bringen und mit ihrer Umgebung interagieren, so dass ein reales physikalisches Verhalten emuliert wird, das für Spieler vertraut und intuitiv ist, wie beispielsweise Schwerkraft, Aerodynamik und Reibung.

Mit der Spinning Objects .rbxl-Datei als Referenz erklärt dieses Tutorial, wie physikalische Kräfte die Winkelbewegung im Studio beeinflussen, und zeigt Ihnen verschiedene Techniken, um Objekte in Ihren Erfahrungen mit verschiedenen Drehverhalten zu drehen, einschließlich Anweisungen zu:

• Verwendung eines AngularVelocity-Mover-Constraints, um eine gesamte Baugruppe mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit zu drehen.
• Verwendung eines HingeConstraint-mechanischen Constraints, um ein Teil innerhalb einer Baugruppe bei konstanter Winkelgeschwindigkeit zu drehen, während der Rest der Baugruppe stationär bleibt.
• Verwendung der Methode ApplyAngularImpulse, um eine Baugruppe mit einem anfänglichen Impuls von angularer Kraft zu drehen, so dass die Baugruppe im Laufe der Zeit langsam abbremst.

Winkelbewegung und physikalische Kräfte

Roblox Studio ist eine realistische Simulationsengine, die physikalisches Verhalten in Echtzeit emuliert. Daher ist es wichtig, um das Verhalten von drehenden Objekten in Erfahrungen vorherzusagen, ein grundlegendes Verständnis davon zu haben, wie Objekte im wirklichen Leben mit winkelbewegungen rotieren.

Winkelbewegung, oder Rotationsbewegung, ist die Bewegung um einen festen Punkt oder eine Achse. Zum Beispiel, wenn ein Propeller eine Winkelbewegung hat, dreht er sich um seine Rotationsachse in der Mitte des Propellers.

Winkelbewegung kann ohne äußere, physikalische Kräfte, die Objekte zum Drehen bringen, nicht existieren. Nach Newtons erster Bewegungsgesetz bleiben stationäre Objekte stationär und bewegte Objekte bleiben bei gleichbleibender Geschwindigkeit in Bewegung, es sei denn, sie werden von einer externen Kraft beeinflusst. Zum Beispiel bleibt ein stationärer Propeller stationär, sofern keine physikalische Kraft wie Wind ihn zum Drehen bringt.

Drehmoment ist das Maß für die physikalische Kraft, die Objekte zum Drehen bringt, und es ist verantwortlich dafür, dass Objekte eine Winkelbeschleunigung erhalten. Dieses Konzept ist besonders wichtig, damit Objekte im Studio drehen können; je mehr Drehmoment Sie auf Objekte anwenden, desto schneller können sie beschleunigen.

Das liegt daran, dass das Drehmoment größer sein muss als alle gerichtet wirkenden physikalischen Kräfte, die gegen das Objekt drücken, wie Schwerkraft oder Reibung. Wenn Sie zum Beispiel den Propeller in den Dreck setzen, muss die physikalische Kraft des Windes die Menge an Reibung im Dreck überwinden, damit der drehende Propeller weiterhin beschleunigt. Wenn die Kraft des Windes nicht viel größer ist als die Reibung im Dreck, beschleunigt der Propeller, aber langsamer als im vorherigen Beispiel.

Winkelgeschwindigkeit ist das Maß für die Rotationsrate eines Objekts oder wie schnell sich das Objekt über einen festen Punkt oder eine Achse hinweg über einen bestimmten Zeitraum dreht. Studio misst die Winkelgeschwindigkeit danach, wie viele Radiant sich ein Objekt pro Sekunde dreht. Es gibt 2π Radiant (6,283) in einer Umdrehung, daher muss ein Objekt, um eine vollständige Umdrehung pro Sekunde zu machen, genug Drehmoment haben, um etwa 6 Radianten zu rotieren. Das Verständnis der Winkelgeschwindigkeit ist wichtig für das Design von Gameplay in Ihren Erfahrungen, da es Ihnen hilft, zu bestimmen, wie viel Drehmoment Sie benötigen, um eine bestimmte Beschleunigung für Ihre drehenden Objekte zu erreichen.

Die folgenden Abschnitte gehen tiefer auf diese Konzepte ein, während Sie lernen, wie Sie Objekte entweder mit konstanter oder anfänglicher Winkelgeschwindigkeit drehen können, mit dem notwendigen Drehmoment, um alle gegensätzlichen physikalischen Kräfte in der Umgebung zu überwinden. Während Sie diese physikalischen Konzepte mit den bevorstehenden Techniken überprüfen, können Sie genauer vorhersagen, wie Sie die Werte von Eigenschaften anpassen, um ein ideales Drehverhalten im Studio zu erreichen.

Eine konstante Winkelkraft aufrechterhalten

Damit ein Objekt eine konstante Winkelgeschwindigkeit erreichen und aufrechterhalten kann, benötigt es eine Winkelkraft, um allen gegensätzlichen physikalischen Kräften entgegenzuwirken, die entweder die Winkelgeschwindigkeit des Objekts verringern oder das Objekt stationär halten. Wenn Sie beispielsweise möchten, dass ein Objekt in Studio eine Winkelgeschwindigkeit von [0, 12, 0] hat, benötigen Sie genug Drehmoment, damit das Objekt 12 Radianten pro Sekunde entlang der Y-Achse in seiner Umgebung erreicht und aufrechterhält oder etwa zwei vollständige Umdrehungen pro Sekunde.

Die Menge an Drehmoment, die Sie auf Ihre Objekte anwenden, hängt nicht nur von den gegensätzlichen physikalischen Kräften innerhalb der Umgebung selbst ab, wie Schwerkraft und Reibung, sondern auch von dem Objekt selbst. Wenn Sie beispielsweise zwei Objekte mit derselben Form haben, die sich auf derselben Achse drehen, benötigt das größere Objekt mit dem größeren Trägheitsmoment mehr Drehmoment, um die gleiche Winkelbeschleunigung zu erreichen.

Die folgenden Unterabschnitte verwenden Baugruppen unterschiedlicher Formen und Größen, um Ihnen zu zeigen, wie Sie entweder ein gesamtes Objekt oder nur einen Teil des Objekts drehen können. Während Sie mit verschiedenen Eigenschaftswerten experimentieren, lernen Sie, wie Sie die maximale Menge an Drehmoment, die Sie für Baugruppen in Ihren eigenen Erfahrungen benötigen, abschätzen können.

Verwenden Sie AngularVelocity-Constraints

AngularVelocity-Objekte sind eine Art von Mover-Constraint, die Drehmoment auf eine gesamte Baugruppe anwendet, um eine konstante Winkelgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Um die Baugruppe zu drehen, muss der AngularVelocity-Constraint wissen:

• Den Punkt und die positive oder negative Richtung, um eine Winkelkraft anzuwenden.
• Die Anzahl der Radianten, die Sie möchten, dass die Baugruppe pro Sekunde dreht.
• Die maximale Menge an Drehmoment, die der Motor anwenden kann, damit die Baugruppe eine konstante Winkelgeschwindigkeit erreicht.

Um diesen Prozess zu demonstrieren, fügen Sie Ihrem Arbeitsbereich einen Block mit einer Befestigung hinzu, auf die sich ein AngularVelocity-Constraint bezieht, um den Block mit 6 Radiant pro Sekunde entlang der Y-Achse der Welt bei konstanter Winkelgeschwindigkeit zu drehen, oder etwa eine vollständige Umdrehung.

Befestigung hinzufügen

Sie können den festen Punkt, um den eine Baugruppe gedreht werden soll, angeben, indem Sie ein Attachment-Objekt zur Baugruppe hinzufügen und dann die Position der Befestigung im 3D-Raum konfigurieren. Die Beispiel- Spinning Objects Erfahrung platziert eine Befestigung in der Mitte eines Blockteils, so dass der Constraint das Teil gegen den Uhrzeigersinn um sich selbst drehen kann.

Befestigungen enthalten visuelle Hilfsmittel, die Ihnen helfen, ihre Rotationsachsen zu visualisieren. Der gelbe Pfeil zeigt die Hauptachse der Befestigung an, und der orangefarbene Pfeil zeigt die sekundäre Achse der Befestigung an. Während keine der Rotationsachsen die Drehung des Blocks in den Schritten dieser Technik beeinflusst, ist es wichtig, diese visuellen Hilfsmittel für zukünftige Referenzen zu verstehen, da sie Ihnen helfen können, das ideale Verhalten für verschiedene Arten von Constraints zu bestimmen, wie z.B. den HingeConstraint in der nächsten Technik.

Um eine Befestigung hinzuzufügen:

1. Fügen Sie im Explorer-Fenster ein Block-Element in den Arbeitsbereich ein.

   

2. Fügen Sie dem neuen Teil eine Befestigung hinzu.

   1. Hover im Explorer-Fenster über das Teil und klicken Sie auf die ⊕-Schaltfläche. Ein Kontextmenü wird angezeigt.
   2. Fügen Sie aus dem Menü eine Befestigung hinzu. Die Befestigung wird in der Mitte des Teils angezeigt.
   3. Benennen Sie die Befestigung in SpinAttachment um.

   

Constraint konfigurieren

Jetzt, da Ihr Block einen festen Punkt hat, um den Block zu drehen, können Sie die Eigenschaften des AngularVelocity-Constraints konfigurieren, um die Rotationsrichtung, Achse oder Achsen anzugeben, um eine Zielkonstante Winkelgeschwindigkeit anzuwenden, die Anzahl der Radianten, die Sie möchten, dass der Block pro Sekunde dreht, und die maximale Menge an Drehmoment, die der Motor anwenden kann, damit der Block eine konstante Winkelgeschwindigkeit erreicht.

Die Beispiel- Spinning Objects Erfahrung wendet bis zu 1000 Rowton-Stunden konstanter Winkelkraft an, um den Block mit 6 Radiant pro Sekunde entlang der Y-Achse der Welt bei konstanter Winkelgeschwindigkeit zu drehen. Rowton-Stunden sind die Hauptphysikeinheiten von Roblox zur Messung von Drehmoment. Um auf die physischen Einheiten von Roblox zuzugreifen und wie sie in metrische Einheiten umgerechnet werden, siehe Roblox-Einheiten.

Um ein AngularVelocity-Constraint zu konfigurieren:

1. Um den Constraint im Ansichtsfenster sichtbar zu machen, damit Sie auf seine Rotationsrichtung verweisen können, aktivieren Sie Constraint-Details anzeigen im Menü Ansicht von Studio.

2. Fügen Sie dem Teil einen AngularVelocity-Constraint hinzu.

   1. Hover im Explorer-Fenster über das Teil, und klicken Sie dann auf das ⊕-Symbol. Ein Kontextmenü wird angezeigt.
   2. Fügen Sie aus dem Kontextmenü AngularVelocity hinzu. Das visuelle Hilfsmittel des Constraints wird in der Mitte des Teils angezeigt.

3. Weisen Sie die Befestigung des Teils dem neuen Constraint zu.

   1. Wählen Sie im Explorer-Fenster den Constraint aus.
   2. Im Eigenschaften-Fenster,

      1. Setzen Sie Attachment0 auf SpinAttachment.
      2. Setzen Sie AngularVelocity auf 0, 6, 0, um das Teil mit 6 Radiant pro Sekunde entlang der Y-Achse zu drehen. Beachten Sie, dass der Block bei der Einstellung dieser Eigenschaft auf 0, -6, 0 im Uhrzeigersinn drehen würde.
      3. Setzen Sie MaxTorque auf 1000, um bis zu 1000 Rowton-Stunden konstanter Winkelkraft pro Sekunde anzuwenden, um die Zielwinkelgeschwindigkeit zu erreichen.
      4. Lassen Sie RelativeTo auf World, um den Block relativ zur Position und Ausrichtung der Welt zu drehen.

   

4. Überprüfen Sie, ob die Menge an Drehmoment, die Sie eingestellt haben, den Block mit 6 Radiant pro Sekunde entlang der Y-Achse der Welt dreht.

   • Wählen Sie den Modus Run aus dem Dropdown-Menü der Mezzanine und klicken Sie auf die Play-Schaltfläche, um zu beginnen. Studio simuliert die Erfahrung an der aktuellen Kameraposition ohne Ihren Avatar im 3D-Raum.

     

Möglicherweise müssen Sie Ihr Drehmoment anpassen, abhängig von der Skalierung Ihres Blocks und allen gegensätzlichen physikalischen Kräften in Ihrer Umgebung. Zum Beispiel funktionieren die Eigenschaften des AngularVelocity-Constraints in der Beispielerfahrung für ein Blockteil mit einer Standardgröße von 4, 1, 2 auf einer flachen Plattform mit einem Kunststoffmaterial und einer Umgebung mit der klassischen Schwerkraft.

Wenn Ihr Block jedoch größer ist und sich auf Grasterrain befindet, müssen Sie die Eigenschaft AngularVelocity.MaxTorque erhöhen, da die Winkelkraft sowohl die Masse des Blocks als auch die Reibung aus der Umgebung überwinden muss. Zum Beispiel benötigt der große Blockteil, der viermal so groß ist wie das Beispiel-Teil, mindestens 300000 Rowton-Stunden konstanter Winkelkraft, um die festgelegte Winkelgeschwindigkeit zu erreichen!

Verwenden Sie HingeConstraint-Constraints

HingeConstraint-Objekte sind eine Art von mechanischem Constraint, das es zwei Befestigungen ermöglicht, sich um eine Achse zu drehen, wobei die Befestigungen in derselben Position und ihre Hauptachsen in dieselbe Richtung ausgerichtet sind. Wenn Sie HingeConstraint.ActuatorType auf Motor setzen, wendet dieser Constraint Drehmoment auf die beiden Befestigungen an, mit dem Ziel, dass die Befestigungen eine konstante Winkelgeschwindigkeit erreichen und aufrechterhalten.

Wenn Sie darüber hinaus Befestigungen in eine Baugruppe mit zwei Objekten platzieren, werden die Objekte miteinander verbunden und versuchen, gemäß der festen Hauptachse der Befestigung gemeinsam zu rotieren. Wenn Sie eines dieser Objekte fixieren, dreht die Winkelkraft das andere Objekt weiterhin mit konstanter Winkelgeschwindigkeit, während der Rest der Baugruppe stationär bleibt.

Um ein bestimmtes Objekt innerhalb einer Baugruppe zu drehen, muss der HingeConstraint-Constraint wissen:

• Die Position, an der Sie möchten, dass die Befestigungen sich überlappen.
• Den Punkt und die positive oder negative Richtung, um eine Winkelkraft anzuwenden.
• Die Anzahl der Radianten, die Sie möchten, dass die Befestigung pro Sekunde dreht.
• Die maximale Menge an Drehmoment, die der Motor anwenden kann, damit die Befestigung eine konstante Winkelgeschwindigkeit erreicht.

Um diesen Prozess zu demonstrieren, fügen Sie Ihrer Arbeitsfläche eine Propellerbaugruppe mit zwei Objekten hinzu, die Befestigungen in beiden Objekten enthalten, auf die sich ein HingeConstraint-Constraint bezieht, um den Propeller mit 3 Radianten pro Sekunde (etwa eine halbe vollständige Umdrehung pro Sekunde) entlang der Y-Achse bei konstanter Winkelgeschwindigkeit zu drehen, während der Grund des Propellers stationär bleibt.

Propeller-Asset abrufen

Der Creator Store ist ein Tab im Toolbox, den Sie verwenden können, um alle Assets zu finden, die von Roblox und der Roblox-Community erstellt wurden und die in Ihren Projekten verwendet werden können, einschließlich Modell-, Bild-, Mesh-, Audio-, Plugin-, Video- und Schriftart-Assets. Sie können den Creator Store verwenden, um ein individuelles Asset oder eine Asset-Bibliothek direkt in eine offene Erfahrung hinzuzufügen.

Dieses Tutorial verweist auf ein Propeller-Modell, das Sie verwenden können, während Sie jeden Schritt der HingeConstraint-Technik zum Drehen von Objekten nachbilden. Um dieses Propeller-Asset aus Ihrem Inventar in Ihre Erfahrung zu übernehmen:

1. Fügen Sie den Propeller Ihrem Inventar hinzu.

   1. Navigieren Sie zur Detailseite des Assets im Creator Store.
   2. Klicken Sie oben rechts auf die Schaltfläche Get Model. Das Propeller-Asset ist nun in Ihrem Inventar, und Sie können es in jedem Projekt auf der Plattform wiederverwenden.

2. Navigieren Sie in Studio zum Tab Home und klicken Sie dann auf die Schaltfläche Toolbox. Das Fenster Toolbox öffnet sich.

   

3. Klicken Sie im Fenster Toolbox auf den Tab Inventory. Die Sortierung Meine Modelle wird angezeigt.

   

4. Klicken Sie auf die Kachel Propeller. Das Modell wird in Ihrem Ansichtsfenster angezeigt.

   

Befestigungen konfigurieren

Sie können sowohl die Position, an der Sie möchten, dass sich die Befestigungen überlappen, als auch die Richtung der Rotationsbewegung bestimmen, um ein bestimmtes Objekt innerhalb einer Baugruppe zu drehen, indem Sie zwei Attachment-Objekte zur Baugruppe hinzufügen und dann deren Ausrichtung und Orientierung im 3D-Raum konfigurieren.

Die Beispiel- Spinning Objects Erfahrung richtet zwei Befestigungen in der Nähe der Position aus, an der der nicht verankerte Propeller mit der verankerten Basis überlappt, und orientiert ihre Hauptachse der Rotation nach oben, damit sie sich gegen den Uhrzeigersinn drehen. Die Basisbefestigung kann in diesem Beispiel nicht drehen, da die Basis verankert ist.

Um Befestigungen für das Scharnier-Constraint zu konfigurieren:

1. Fügen Sie ein Attachment-Objekt in Head und Base ein.

   1. Hover im Explorer-Fenster über Head und klicken Sie auf die ⊕-Schaltfläche. Ein Kontextmenü wird angezeigt.
   2. Fügen Sie aus dem Menü eine Befestigung hinzu.
   3. Wiederholen Sie diesen Vorgang für Base.
   4. Benennen Sie die Befestigungen in HeadAttachment und BaseAttachment um.

   

2. Drehen Sie HeadAttachment und BaseAttachment, so dass die Hauptachse jeder Befestigung nach oben zeigt auf der Y-Achse. Dies zeigt Studio, dass die Befestigungen gegen den Uhrzeigersinn rotieren sollen.

   

3. Bewegen Sie BaseAttachment zur Oberseite von Base und HeadAttachment zur unteren Kante des Propellers. Dies zeigt Studio, wo das Scharnier selbst verbunden werden soll, und überlappt beide Befestigungen zur Laufzeit.

   

Constraint konfigurieren

Jetzt, da Ihre Befestigungen eine Position zum Überlappen und eine Richtung der Rotationsbewegung haben, können Sie die Eigenschaften eines HingeConstraint-Constraints konfigurieren, um die Anzahl der Radianten anzugeben, die Sie möchten, dass sich die Befestigung pro Sekunde dreht, und die maximale Menge an Drehmoment, die der Motor anwenden kann, damit die Befestigung eine konstante Winkelgeschwindigkeit erreicht.

Ähnlich wie bei der vorherigen Technik wendet die Beispiel- Spinning Objects Erfahrung bis zu 1000 Rowton-Stunden konstanter Winkelkraft an, um die Befestigung mit 3 Radiant pro Sekunde entlang der Y-Achse bei konstanter Winkelgeschwindigkeit zu drehen. Da die Basisbefestigung jedoch in einem verankerten Objekt ist, kann nur die Befestigung des Propellers drehen.

Um ein Scharnier-Constraint zu konfigurieren:

1. Fügen Sie ein HingeConstraint-Objekt in Head ein.

   1. Hover im Explorer-Fenster über Head, dann klicken Sie auf das ⊕-Symbol. Ein Kontextmenü wird angezeigt.
   2. Fügen Sie aus dem Kontextmenü ein HingeConstraint hinzu.

2. Weisen Sie die Befestigungen des Propellers dem neuen Constraint zu, damit sich der Propeller in Bezug auf die verankerte Basis dreht.

   1. Wählen Sie im Explorer-Fenster den Constraint aus.
   2. Im Eigenschaften-Fenster,

      1. Setzen Sie Attachment0 auf BaseAttachment.
      2. Setzen Sie Attachment1 auf HeadAttachment. Das Scharnier wird im Ansichtsfenster angezeigt.

   

3. Wählen Sie im Explorer-Fenster den Constraint aus, und im Eigenschaften-Fenster,

   1. Setzen Sie ActuatorType auf Motor. Neue Eigenschaftsfelder werden angezeigt.
   2. Setzen Sie MotorMaxTorque auf 1000, um bis zu 1000 Rowton-Stunden konstanter Winkelkraft anzuwenden, um die Zielwinkelgeschwindigkeit zu erreichen.
   3. Setzen Sie AngularVelocity auf 3, um den Kopf des Propellers mit 3 Radiant pro Sekunde zu drehen.

   

4. Überprüfen Sie, ob die Menge an Drehmoment, die Sie eingestellt haben, den Propeller mit 3 Radiant pro Sekunde entlang der Y-Achse dreht.

   • Wählen Sie den Modus Run aus dem Dropdown-Menü der Mezzanine und klicken Sie auf die Play-Schaltfläche, um zu beginnen. Studio simuliert die Erfahrung an der aktuellen Kameraposition ohne Ihren Avatar im 3D-Raum.

     

Einen anfänglichen Drehmoment anwenden

Eine andere Möglichkeit, die Winkelgeschwindigkeit eines Objekts zu ändern, besteht darin, einen Impuls angularer Kraft anzuwenden. Nach dem Impuls von angularer Kraft verringert sich das Objekt entweder, bis es stillsteht, wenn eine gegensätzliche Kraft wie Reibung wirkt, oder bleibt mit gleichbleibender Geschwindigkeit in Bewegung, wenn keine gegensätzlichen Kräfte wirken.

Diese Technik ist nützlich, um Objekte nach einem signifikanten Gameplay- oder Wetterereignis zu drehen, wie etwa einem starken Windstoß, da sie den Spielern sofortiges Feedback bietet. Um dies zu demonstrieren, lehrt der folgende Unterabschnitt, wie man eine Baugruppe mit einer anfänglichen zufälligen Winkelkraft spinnt, die Sie mit neuen Werten anpassen können, um Ihren eigenen Gameplay-Anforderungen gerecht zu werden.

Verwenden Sie ApplyAngularImpulse

Die Methode ApplyAngularImpulse wendet Drehmoment auf eine gesamte Baugruppe an, um eine anfängliche Winkelgeschwindigkeit zu erhalten, bevor sie langsam zum Stillstand kommt. Um die Baugruppe zu drehen, muss die Methode wissen:

• Die Baugruppe, die gedreht werden soll.
• Die Achse, auf die Drehmoment angewendet werden soll, um eine anfängliche Winkelgeschwindigkeit zu erreichen.
• Die Menge an Drehmoment, die auf jede Achse angewendet werden soll.

Alle diese Werte können Sie in einem Skript definieren. Zum Beispiel definiert das Beispielskript die Baugruppe, die sich drehen soll, als übergeordnetes Element des Skripts und wendet dann einen zufälligen Impuls angularer Kraft zwischen 0 und 100 Rowton-Stunden auf der Y-Achse an.

Um eine Baugruppe mit ApplyAngularImpulse zu drehen:

1. Fügen Sie einen Kugel-Teil im Arbeitsbereich hinzu. Das Beispiel verwendet eine Kugel mit einem MaterialVariant, damit Sie die Bewegung der Kugel klar visualisieren können.

   

2. Fügen Sie dem neuen Teil ein Skript hinzu.

   1. Hover im Explorer-Fenster über das Teil und klicken Sie auf die ⊕-Schaltfläche. Ein Kontextmenü wird angezeigt.
   2. Fügen Sie aus dem Menü ein Skript hinzu.

3. Ersetzen Sie den Standardcode durch den folgenden Code:

local part = script.Parent
local impulse = Vector3.new(0, math.random(0, 100), 0)
part:ApplyAngularImpulse(impulse)