Odległości i kolizje w Ursina 3D

Obliczanie odległości i kolizji w Ursinie dla gier 3D

Funkcja distance() oblicza odległość euklidesową w przestrzeni 3D we wszystkich kierunkach X, Y, Z między środkami obiektów typu Entity:

from ursina import *
from ursina.prefabs.first_person_controller import FirstPersonController
app = Ursina()
ground = Entity(model='plane', texture='grass', scale=20, collider='box')
player = FirstPersonController(position=(0, 2, 0))
sphere = Entity(position=(3, 4, 0), model='sphere', color=color.blue)
Sky()

def update():
    dist = distance(player, sphere)
    print(f'Odległość od bohatera do kuli: {dist:.2f}')

app.run()

Wzór: √((x₂-x₁)² + (y₂-y₁)² + (z₂-z₁)²). Idealny do kompleksowego analizowania przestrzeni.

distance_2d() pomija współrzędną Z i działa tylko na płaszczyźnie X-Y:

from ursina import * 
from ursina.prefabs.first_person_controller import FirstPersonController 
app = Ursina() 
ground = Entity( 
    model='plane', 
    texture='grass', 
    scale=20, 
    collider='box' 
) 
player = FirstPersonController(position=(0, 2, 0)) 
sphere = Entity(position=(3, 4, 0), model='sphere', color=color.blue) 
Sky() 

def update(): 
    dist = distance_2d(player, sphere) 
    print(f'Odległość 2D od bohatera do kuli: {dist:.2f}') 

app.run()

Używane do elementów interfejsu lub obiektów na tej samej wysokości.

distance_xz() skupia się na poziomej płaszczyźnie X-Z, pomijając Y:

from ursina import * 
from ursina.prefabs.first_person_controller import FirstPersonController 
app = Ursina() 
ground = Entity( 
    model='plane', 
    texture='grass', 
    scale=20, 
    collider='box' 
) 
player = FirstPersonController(position=(0, 2, 0)) 
sphere = Entity(position=(3, 4, 0), model='sphere', color=color.blue) 
Sky() 

def update(): 
    dist = distance_xz(player, sphere) 
    print(f'Odległość pozioma od bohatera do kuli: {dist:.2f}') 

app.run()

Doskonałe do AI na ziemi, gdzie wysokość nie ma znaczenia.

Mechanizm intersects() do kolizji

intersects() sprawdza przecięcia kolektorów (box, sphere, mesh) za pomocą Panda3D CollisionTraverser. Wymaga ustawienia collider i collision=True u obiektów.

Zwraca obiekt HitInfo z polami:

• hit: True/False
• entity: obiekt, z którym doszło do kolizji
• point: współrzędne punktu uderzenia
• distance: odległość do punktu uderzenia

Przykład 1: Wykrywanie ściany

from ursina import *
app = Ursina()
player = Entity(model='cube', color=color.orange, collider='box')
wall = Entity(model='cube', position=(5,0,0), scale=(1,5,5), collider='box', color=color.red)

def update():
    player.x += 0.1 * time.dt
    hit_info = player.intersects()
    if hit_info.hit:
        print('Kolizja!')
        print(f'Z kim: {hit_info.entity}')
        print(f'Punkt uderzenia: {hit_info.point}')
        print(f'Odległość do punktu uderzenia: {hit_info.distance:.2f}')

app.run()

Przykład 2: Podnoszenie przedmiotu

from ursina import *
from ursina.prefabs.first_person_controller import FirstPersonController
app = Ursina()
ground = Entity(model='plane', texture='grass', scale=10, collider='box')
player = FirstPersonController(model='cube', origin_y=-.5)
pickup = Entity(model='sphere', position=(1,.5,3), collider='box')

def update():
    hit_info = player.intersects()
    if hit_info.hit and hit_info.entity == pickup:
        print('Przedmiot podniesiony!')
        destroy(pickup)

app.run()

Dokładniejsze niż distance() dla złożonych kształtów.

Przykład 3: System pocisków

import random
from ursina import *
app = Ursina()

class Bullet(Entity):
    def __init__(self, position, direction):
        super().__init__(
            model='sphere',
            scale=.1,
            speed=15,
            collider='sphere',
            position=position,
            color=color.yellow,
            name='bullet'
        )
        self.direction = direction.normalized()

    def update(self):
        self.position += self.direction * time.dt * self.speed
        hit_info = self.intersects(ignore=(self,))
        if hit_info.hit:
            print(f'Pocisk trafił w {hit_info.entity.name}!')
            destroy(self)

class Enemy(Entity):
    def __init__(self):
        super().__init__(
            model='cube',
            color=color.red,
            scale=1,
            collider='box',
            name='enemy'
        )
        self.x = random.choice([-4, 4])
        self.z = random.choice([-4, 4])

for i in range(5):
    Enemy()
player = Entity(model='cube', color=color.blue, position=(0, 0, 0))
shoot_timer = 0

def update():
    global shoot_timer
    shoot_timer += time.dt
    if shoot_timer >= 1:
        shoot_timer = 0
        random_direction = Vec3(
            random.uniform(-1, 1),
            random.uniform(-1, 1),
            random.uniform(-1, 1)
        ).normalized()
        bullet = Bullet(
            position=player.position,
            direction=random_direction
        )

app.run()

Zalecane jest używanie raycast() do precyzyjnych trafień.

Praktyczne scenariusze

Podnoszenie na podstawie odległości:

from ursina import *
from ursina.prefabs.first_person_controller import FirstPersonController
app = Ursina()
ground = Entity(model='plane', texture='grass', scale=10, collider='box')
player = FirstPersonController(model='cube', origin_y=-.5, color=color.orange, has_pickup=False)
pickup = Entity(model='sphere', position=(1,.5,3))

def update():
    if not player.has_pickup and distance(player, pickup) < pickup.scale_x / 2:
        print('Przedmiot podniesiony!')
        player.has_pickup = True
        pickup.animate_scale(0, duration=.1)
        destroy(pickup, delay=.1)

app.run()

AI wroga z obszarem wykrywania:

from ursina import *
app = Ursina()
player = Entity(model='cube', position=(0, 0, 0), color=color.blue)
ground = Entity(model='plane', scale=20, color=color.dark_gray, y=-1)

class Enemy(Entity):
    def __init__(self, **kwargs):
        super().__init__(model='cube', scale_y=2, origin_y=-.5, color=color.light_gray, **kwargs)
        self.original_color = self.color
        self.detection_radius = 10

    def update(self):
        dist = distance_xz(player.position, self.position)
        if dist > self.detection_radius:
            self.color = self.original_color
            return
        self.color = color.red
        self.look_at_2d(player.position, 'y')
        if dist > 2:
            self.position += self.forward * time.dt * 3

enemies = [Enemy(x=x * 5, z=5) for x in range(-2, 3)]

def update():
    player.x += held_keys['d'] * time.dt * 5

app.run()

Co warto wiedzieć

• Używaj distance() dla pełnej przestrzeni 3D, distance_2d() dla płaszczyzny X-Y, distance_xz() dla poziomej płaszczyzny X-Z.
• intersects() wymaga kolektorów u obu obiektów i zwraca szczegółowe informacje w HitInfo.
• Dla pocisków lepiej stosować raycast() niż fizyczne projekty.
• Łącz distance() z intersects() do tworzenia stref interakcji i dokładnych kolizji.
• Ignoruj sam siebie w intersects(ignore=(self,)), aby uniknąć błędów.

— Editorial Team