3D Einführung

Das Erstellen eines 3D-Spiels kann eine Herausforderung sein. Durch diese zusätzliche Z-Koordinate funktionieren viele der gängigen Techniken nicht mehr, die dazu beigetragen haben, dass 2D-Spiele einfach zu erstellen sind. Um diesen Übergang zu erleichtern, ist es erwähnenswert, dass Godot ähnliche APIs für 2D und 3D verwendet. Die meisten Nodes sind gleich und stehen sowohl in 2D- als auch in 3D-Versionen zur Verfügung. In der Tat lohnt es sich, die 3D Plattformer Anleitung oder die 3D Anleitungen für kinematische Charaktere zu lesen, die fast identisch mit ihren 2D Gegenstücken sind.

In 3D ist Mathematik etwas komplexer als in 2D. Wenn Sie also den Eintrag Vektormathematik im Wiki ansehen (der speziell für Spieleentwickler erstellt wurde, nicht für Mathematiker oder Ingenieure), ebnen Sie sich den Weg zur effizienten 3D-Spiele Entwicklung.

Spatial-Node (Raum-Node)

Node2D ist der Basis-Node für 2D und Control ist der Basis-Node für die gesamte grafische Benutzeroberfläche. Nach dieser Überlegung verwendet die 3D-Engine für alles in 3D den Node Spatial.

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Spatial-Nodes haben eine lokale Transformation, die relativ zum übergeordneten Node ist (solange der übergeordnete Node ebenfalls vom oder erbt von Spatial-Typ ist). Auf diese Transformation kann als 4×3 Transform oder als 3 Vector3 Elemente zugegriffen werden, die für Position, Euler-Rotation (X, Y und Z Winkel) und Skalierung stehen.

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3D Inhalt

Im Gegensatz zu 2D wo das Laden von Bildinhalten und Zeichnen einfach ist, ist 3D etwas schwieriger. Der Inhalt muss mit speziellen 3D-Werkzeugen (normalerweise als DCCs bezeichnet) erstellt und in ein Austauschdateiformat exportiert werden, um in Godot importiert zu werden (3D-Formate sind nicht so standardisiert wie Bilder).

DCC erzeugte Modelle

Es gibt zwei Möglichkeiten zum Importieren von 3D-Modellen in Godot. Die erste und häufigste ist 3D-Szenen importieren mit der Sie ganze Szenen (so wie sie im DCC aussehen) importieren können, einschließlich Animationen, Skelett-Rigs, Mischformen usw.

Die zweite Möglichkeit besteht aus dem Importieren einfacher .OBJ-Dateien als Mesh-Ressourcen, die dann zur Anzeige in einen MeshInstance Node eingefügt werden können.

Generierte Geometrie

It is possible to create custom geometry by using the ArrayMesh resource directly. Simply create your arrays and use the ArrayMesh.add_surface_from_arrays() function. A helper class is also available, SurfaceTool, which provides a more straightforward API and helpers for indexing, generating normals, tangents, etc.

In any case, this method is meant for generating static geometry (models that will not be updated often), as creating vertex arrays and submitting them to the 3D API has a significant performance cost.

Unmittelbare Geometrie

If, instead, there is a requirement to generate simple geometry that will be updated often, Godot provides a special node, ImmediateGeometry, which provides an OpenGL 1.x style immediate-mode API to create points, lines, triangles, etc.

2D in 3D

While Godot packs a powerful 2D engine, many types of games use 2D in a 3D environment. By using a fixed camera (either orthogonal or perspective) that does not rotate, nodes such as Sprite3D and AnimatedSprite3D can be used to create 2D games that take advantage of mixing with 3D backgrounds, more realistic parallax, lighting/shadow effects, etc.

The disadvantage is, of course, that added complexity and reduced performance in comparison to plain 2D, as well as the lack of reference of working in pixels.

Umgebung

Besides editing a scene, it is often common to edit the environment. Godot provides a WorldEnvironment node that allows changing the background color, mode (as in, put a skybox), and applying several types of built-in post-processing effects. Environments can also be overridden in the Camera.

3D Ansichtsfenster

Editing 3D scenes is done in the 3D tab. This tab can be selected manually, but it will be automatically enabled when a Spatial node is selected.

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Default 3D scene navigation controls are similar to Blender (aiming to have some sort of consistency in the free software pipeline..), but options are included to customize mouse buttons and behavior to be similar to other tools in the Editor Settings:

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Koordinatensystem

Godot uses the metric system for everything. 3D Physics and other areas are tuned for this, so attempting to use a different scale is usually a bad idea (unless you know what you are doing).

When working with 3D assets, it's always best to work in the correct scale (set your DCC to metric). Godot allows scaling post-import and, while this works in most cases, in rare situations it may introduce floating-point precision issues (and thus, glitches or artifacts) in delicate areas, such as rendering or physics, so make sure your artists always work in the right scale!

The Y coordinate is used for "up", though for most objects that need alignment (like lights, cameras, capsule collider, vehicle, etc.), the Z axis is used as a "pointing towards" direction. This convention roughly means that:

  • X ist seitlich
  • Y ist hoch/runter
  • Z ist vorne/hinten

Space and manipulation gizmos

Moving objects in the 3D view is done through the manipulator gizmos. Each axis is represented by a color: Red, Green, Blue represent X, Y, Z respectively. This convention applies to the grid and other gizmos too (and also to the shader language, ordering of components for Vector3, Color, etc.).

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Einige nützliche Tastenkürzel:

  • To snap placement or rotation, press Ctrl while moving, scaling or rotating.
  • Zum Zentrieren der Ansicht auf das ausgewählte Objekt, drücke F.

Ansicht-Menü

The view options are controlled by the "View" menu in the viewport's toolbar.

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You can hide the gizmos in the 3D view of the editor through this menu:

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To hide a specific type of gizmos, you can toggle them off in the "View" menu.

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Standard Umgebung

When created from the Project Manager, the 3D environment has a default sky.

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Given how physically based rendering works, it is advised to always try to work with a default environment in order to provide indirect and reflected light to your objects.

Kameras

No matter how many objects are placed in the 3D space, nothing will be displayed unless a Camera is also added to the scene. Cameras can work in either orthogonal or perspective projections:

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Cameras are associated with (and only display to) a parent or grandparent viewport. Since the root of the scene tree is a viewport, cameras will display on it by default, but if sub-viewports (either as render target or picture-in-picture) are desired, they need their own children cameras to display.

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Wenn man mit mehreren Kameras umgeht, werden folgende Regeln für jede Ansicht angewendet:

  • If no cameras are present in the scene tree, the first one that enters it will become the active camera. Further cameras entering the scene will be ignored (unless they are set as current).
  • If a camera has the "current" property set, it will be used regardless of any other camera in the scene. If the property is set, it will become active, replacing the previous camera.
  • If an active camera leaves the scene tree, the first camera in tree-order will take its place.

Lichter

There is no limitation on the number of lights, nor of types of lights, in Godot. As many as desired can be added (as long as performance allows).