D21 - 大海、浮冰、企鵝勒？：使用 babylon.js 打造 3D 遊戲

14th鐵人賽 nestjs typescript vue3 babylon.js

鱈魚

2022-10-05 12:05:55

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本系列文已改編成書「甚麼？網頁也可以做派對遊戲？使用 Vue 和 babylon.js 打造 3D 派對遊戲吧！」

書中不只重構了程式架構、改善了介面設計，還新增了 2 個新遊戲呦！ˋ( ° ▽、° )

新遊戲分別使用了陀螺儀與震動回饋，趕快買書來研究研究吧！ლ(╹∀╹ლ)

在此感謝深智數位的協助，歡迎大家前往購書，鱈魚感謝大家 (｡･∀･)。

助教：「所以到底差在哪啊？沒圖沒真相，被你坑了都不知道。(´。＿。｀)」

鱈魚：「你對我是不是有甚麼很深的偏見啊 (っ °Д °;)っ，來人啊，上連結！」

讓我們利用 babylon.js 打造 3D 遊戲吧！◝( •ω• )◟

babylon.js 產生遊戲畫面需要以下幾個步驟。

取得 canvas DOM
建立 Engine
建立 Scene
建立至少一個光源
建立至少一個 camera

這樣才能產生一個看的到的畫面。

讓我們引入 babylon.js 並依序新增建立場景所需的 function 吧。

import { ArcRotateCamera, Engine, Scene, Vector3 } from '@babylonjs/core';
...
const canvas = ref<HTMLCanvasElement>();
let engine: Engine;
let scene: Scene;

function createEngine(canvas: HTMLCanvasElement) {
  const engine = new Engine(canvas, true);
  return engine;
}
function createScene(engine: Engine) {
  const scene = new Scene(engine);
  /** 使用預設光源 */
  scene.createDefaultLight();
  return scene;
}
function createCamera(scene: Scene) {
  const camera = new ArcRotateCamera(
    'camera',
    -Math.PI / 2,
    Math.PI / 4,
    34,
    new Vector3(0, 0, -2),
    scene
  );

  return camera;
}

建立引擎基本上就是傳入 canvas DOM 與開啟反鋸齒，沒有其他特別參數。
場景這裡力求簡單，我們直接使用預設光源
相機部分，由於不會移動鏡頭，所以使用最簡單的 ArcRotateCamera

參考資料：
Arc Rotate Camera
Create Default Light

接著增加 init() 內容，開始建立場景。

function init() {
  if (!canvas.value) {
    console.error('無法取得 canvas DOM');
    return;
  }

  engine = createEngine(canvas.value);
  scene = createScene(engine);
  createCamera(scene);

  /** 反覆渲染場景，這樣畫面才會持續變化 */
  engine.runRenderLoop(() => {
    scene.render();
  });

  loading.hide();
}

現在讓我們在 onMounted 中呼叫 init() 吧。

<template>
...
</template>

<script setup lang="ts">
import { ArcRotateCamera, Engine, Scene, Vector3 } from '@babylonjs/core';
import { onMounted, ref } from 'vue';
... 
function createEngine(canvas: HTMLCanvasElement) { ... }
function createScene(engine: Engine) { ... }
function createCamera(scene: Scene) { ... }

function init() { ... }

onMounted(() => {
  init();
});
</script>

熟悉 Vue 的讀者們一定都知道會在 onMounted 中才初始化，是因為這樣才取得到 canvas DOM。

接著是當組件銷毀前，需要關閉引擎。

onBeforeUnmount(() => {
  engine.dispose();
});

再加入考慮畫面隨視窗自動縮放的功能。

onMounted(() => {
  init();
  window.addEventListener('resize', handleResize);
});

onBeforeUnmount(() => {
  engine.dispose();
  window.removeEventListener('resize', handleResize);
});

function handleResize() {
  engine.resize();
}

最後暫時取消 game-console 自動跳轉回首頁的限制，以免每次需要重新整理網頁的時候一直跳回首頁。

src\views\game-console.vue

...
<script setup lang="ts">
...
function init() {
  // 房間 ID 不存在，跳回首頁
  // if (!gameConsoleStore.roomId) {
  //   router.push({
  //     name: RouteName.HOME
  //   });
  //   loading.hide();
  //   return;
  // }
  ...

  // 跳轉至遊戲大通
  // router.push({
  //   name: RouteName.GAME_CONSOLE_LOBBY
  // });
}
init();
</script>

現在讓我們按下「開始遊戲」產生 3D 場景吧！

鱈魚：「出現了！ᕕ( ﾟ ∀。)ᕗ」

助教：「出個毛線！這坨深藍色我用 CSS 都能產生！⎝(° Д °⎝)」

鱈魚：「那是背景預設的顏色啦，讓我們慢慢來嘛。(´,,•ω•,,)」

組成一個完整 3D 物件最基本構成是 Mesh 與 Material，前者負責組成「骨架」，後者負責「皮膚」。

現在讓我們建立一片海洋（其實就是一片地板），過程如下：

建立海洋要用的網格

這裡使用 MeshBuilder.CreateGround，可以產生一個不具厚度的網格，因為地板不需要厚度。
建立材質

將顏色設定為藍色後附加於網格上。

參考資料：
Creating A Ground
Background Material

以上步驟便可以完成海洋地板了，現在建立新增海洋的 function。

...
<script setup lang="ts">
import { ArcRotateCamera, BackgroundMaterial, Color3, Engine, MeshBuilder, Scene, Vector3 } from '@babylonjs/core';
...
function createEngine(canvas: HTMLCanvasElement) { ... }
function createScene(engine: Engine) { ... }
function createCamera(scene: Scene) { ... }

function createSea(scene: Scene) {
  const sea = MeshBuilder.CreateGround('sea', { height: 1000, width: 1000 });

  const material = new BackgroundMaterial("seaMaterial", scene);
  material.useRGBColor = false;
  material.primaryColor = new Color3(0.57, 0.70, 0.83);

  sea.material = material;

  return sea;
}

function init() {
  ...
  engine = createEngine(canvas.value);
  scene = createScene(engine);
  createCamera(scene);

  createSea(scene);
  ...
}
...
</script>

Untitled

鱈魚：「現在是一片淺藍色了！◝( •ω• )◟」

助教：「所以我說那個 3D 呢？(○´･д･)ﾉ」

鱈魚：「那就讓我們建立浮冰吧！( •̀ ω •́ )✧」

...
<script setup lang="ts">
import {
  ArcRotateCamera, BackgroundMaterial, Color3,
  Engine, MeshBuilder, Scene,
  StandardMaterial, Vector3
} from '@babylonjs/core';
...

function createSea(scene: Scene) { ... }
function createIce(scene: Scene) {
  const ice = MeshBuilder.CreateBox('ice', {
    width: 30,
    depth: 30,
    height: 4,
  });
  ice.material = new StandardMaterial('iceMaterial', scene);

  return ice;
}

function init() {
  ...
  createSea(scene);
  createIce(scene);
  ...
}
...
</script>

冰塊出現了！

Untitled