v4.x/Superklasse EduActor: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 8. Januar 2021, 20:19 Uhr

Dies ist ein Tutorial für die Edu-Variante der Engine Alpha 4.x. Eine Übersicht aller Edu-Tutorials siehst du hier.

Inhaltsverzeichnis

1 Inhalt
2 Super-Klasse EduActor

Inhalt

In diesem Tutorial:

Lernst du gemeinsame Fähigkeiten aller grafisch darstellbaren Objekte kennen
Gewinnst du einen Überblick über die Möglichkeiten der eingebauten Physik

Super-Klasse EduActor

EA Demo

Die Super-Klasse EduActor ist im wahrsten Sinne die Mutter aller grafisch darstellbaren Klassen der Edu-Variante der Engine Alpha. Es handelt sich um eine abstrakte Klasse von der man selbst keine Objekte erzeugen kann. Aber in dieser abstrakten Klasse werden sehr viele Methoden und Verhaltensweisen aller grafisch darstellbaren Objekte definiert. Jede Klasse, deren Objekte auf der Bühne sichtbar werden, hat von dieser Klasse geerbt. Das bringt folgende Vorteile:

Alle Klassen (KREIS, RECHTECK, DREIECK, FIGUR, TEXT) verfügen über eine Menge an gemeinsamen Methoden.

Der Klassen-Bezeichner EduActor kann als Platzhalter für jede der oben genannten Klassen verwendet werden. Wann immer du auf diesen Datentyp z.B. beim Parameter von schneidet(EduActor ea) oder stehtAuf(Eduactor ea) stößt, kannst du beliebige Objekte der oben genannten Klassen einsetzen.

grundlegende Methoden

verschieben(double deltaX, double deltaY)

(Maßeinheit ist "Bildschirm-Meter")

```
drehen(double grad)
```
(in Winkelgrad)
```
setzeDrehwinkel(double grad)
```
(Maßeinheit ist Winkelgrad)
```
nenneDrehwinkel() : double
```
(Maßeinheit ist Winkelgrad)
```
setzeMittelpunkt(double x, double y)
```
(Maßeinheit ist "Bildschirm-Meter". Ursprung in der Mitte der Bühne. Achsen wie in Mathe.)
```
setzeSichtbar(boolean sichtbar)
```
(sichtbar=true, unsichtbar=false)
```
nenneSichtbar() : boolean
```
(sichtbar = true, unsichtbar=false)
```
beinhaltetPunkt(double x, double y): boolean
```
(Maßeinheit ist "Bildschirm-Meter". JA=true, NEIN=false)
```
schneidet(EduActor ea)
```
(Es kann jedes grafisch darstellbare Objekt übergeben werden.)
```
setzeTransparenz(double wert
```
(0 = ohne Transparenz, 1 = völlige Transparenz, also unsichtbar)
```
nenneTransparenz() : double
```
(0 = ohne Transparenz, 1 = völlige Transparenz, also unsichtbar)
```
animiereTransparenz(double sekunden, double transparenzNachher)
```
(Vom jetzigen Transparenz-Wert wird in der angegebenen Zeit zum neuen Transparenz-Wert "übergeblendet")

Anordnung und Ebenen

Normalerweise werden Objekte, die zuerst angelegt werden weiter hinten gezeichnet als später angelegte Objekte. Das heißt, dass später gezeichnete Objekte früher gezeichnete Objekte überdecken. Man kann aber auch gezielt Ebenen verwenden, um selbst zu definieren, welches Objekt von welchem anderen Objekt verdeckt wird, bzw. das andere Objekt überdeckt. Diese kann auch zur Laufzeit des Programms verändert werden und so z.B. Objekte von vorne nach hinten oder umgekehrt versetzt werden.

Hierzu gibt es die folgenden beiden Methoden:

```
setzeEbenenposition(int positiion)
```
(0 ist ganz hinten, größere Werte liegen weiter vorne.)
```
nenneEbenenposition() : int
```
(Objekte mit höherem Wert liegen weiter vorne.)

Hier der nötige Quellcode:

Ball fällt scheinbar in Eimer

public class Test
extends SPIEL
{
    private FIGUR eimer_unten;
    private FIGUR eimer_oben;
    private KREIS ball;
    
    public Test()
    {
        this.eimer_oben = new FIGUR( "standard" , "Eimer_rot_oben.png" , 1, 1 );
        this.eimer_oben.setzeMittelpunkt( 0 , -8+2.6 );
        this.eimer_oben.setzeEbene( 0 ); // hinten
        
        this.eimer_unten = new FIGUR( "standard" , "Eimer_rot_unten.png" , 1 , 1 );
        this.eimer_unten.setzeMittelpunkt( 0 , -8 );
        this.eimer_unten.setzeEbene( 2 ); // vorne
        
        this.ball = new KREIS( 1 );
        this.ball.setzeMittelpunkt( 0 , 3 );
        this.ball.setzeFarbe( "gelb" );
        this.ball.setzeEbene( 1 ); // zwischen "hinten" und "vorne"
    }
    
    @Override
    public void tasteReagieren( int code )
    {
        this.ball.macheAktiv(); // fallen lassen
    }
}

Hier die Bild-Dateien zum Download:

Jump'n'Run-Physik

Die Jump'n'Run-Physik ist auf die einfachen Bedürfnisse von Jump'n'Run-Spielen ausgelegt und kennt drei verschiedene Zustände eines EduActor:

sensor : Zeigt keinerlei Wechselwirkung mit anderen EduActor-Objekten, reagiert aber auf Methode schneidet(...).
dynamisch : Unterliegt der Schwerkraft und wird von statischen EduActor-Objekten aufgehalten oder kann auf ihnen stehen und von ihnen abspringen.
statisch : Stellt für dynamische EduActor-Objekte ein Hindernis bzw. einen Boden dar, kann dynamische EduActor-Objekte verdrängen, verschieben oder mitnehmen.

Frisch erzeugte EduActor-Objekte befinden sich immer im Zustand neutral.

Hierzu werden die folgenden Methoden zur Verfügung gestellt:

```
macheDynamisch()
```
Hiermit wird ein EduActor-Objekt dynmaisch gemacht. Es unterliegt nun auch der Schwerkraft und kann keine statischen EduActor-Objekte mehr durchdringen.
```
macheStatisch()
```
Hiermit wird ein EduActor-Objekt statisch gemacht. Es hält nun alle dynamischen EduActor-Objekte auf bzw. nimmt sie mit.

macheSensor()</code> <i>Hiermit wird ein <code>EduActor</code>-Objekt neutral gemacht. Es nimmt nun nicht mehr an der Jump'n'Run-Physik Teil.</i>
* <source lang="java">steht()

Überprüft, ob ein dynamisches EduActor-Objekt auf irgendeinem statischen EduActor-Objekt steht.

```
stehtAuf(EduActor ea)
```
Überprüft, ob ein dynamisches EduActor-Objekt auf einenm bestimmten statischen EduActor-Objekt steht.
```
springe(double stärke)
```
Ein dynamisches EduActor-Objekt, das gerade auf irgendeinem statischen EduActor-Objekt steht, kann von diesem abspringen. Also übergebener Wert ist 5 ein guter Startwert.
```
setzeRotationBlockiert(boolean blockiert)
```
Standardmäßig drehen sich EduActor-Objekte nicht während der Teilnahme an der Physik. Hiermit können z.B dynamische EduActor-Objekte, wenn sie auf dem Rand eines statischen EduActor-Objekts stehen, überkippen. Sie können nun auch "umgehauen" werden.

Jump'n'Run Physik Demo

Demo-Code "Jump'n'Run"

public class JumpRun 
extends SPIEL
{
    private FIGUR spieler , boden_1 , boden_2 ;
    
    public JumpRun()
    {
        for ( int i=0 ; i<20 ; i++ )
        {
            FIGUR boden = new FIGUR( "Wiese.png" );
            boden.setzeMittelpunkt( -20+i*2.1 , -9 );
            boden.macheStatisch();
        }
        
        boden_1 = new FIGUR( "Wiese2.png" );
        boden_1.setzeMittelpunkt( 0.5 , -4 ) ;
        boden_1.macheStatisch();
        
        boden_2 = new FIGUR( "Wiese2.png" );
        boden_2.setzeMittelpunkt( 6.5 , 1 ) ;
        boden_2.macheStatisch();
        
        spieler = new FIGUR( "traveler_idle.gif" ) ;
        spieler.setzeMittelpunkt( -5 , -5 );
        spieler.macheDynamisch();
    }
    
    @Override
    public void tasteReagieren( int code )
    {
        switch( code )
        {
            case TASTE.RAUF :   spieler.springe( 10 ); 
                                break;
            case TASTE.LINKS:   spieler.setzeGeschwindigkeit( -2 , 0 ); 
                                spieler.spiegelnHorizontal( true ) ;
                                break;
            case TASTE.RECHTS:  spieler.setzeGeschwindigkeit( 2 , 0 );  
                                spieler.spiegelnHorizontal( false ) ;
                                break;
            case TASTE.RUNTER:  spieler.setzeGeschwindigkeit( 0 , 0 );
                                break;
        }
    }
}

Ball springt in Eimer

Demo-Code "Simulation"

public class Eimer 
{
    private FIGUR unten;
    private FIGUR oben;
    // unsichtbare "Ränder" des Eimers zum abprallen
    private RECHTECK links;
    private RECHTECK rechts;
    
    Private KREIS ball;
    

    public Eimer( int x , int y )
    {
        
        this.oben = new FIGUR( "Eimer_blau_oben.png" );
        this.oben.setzeMittelpunkt( x , y+2.6 );
        this.oben.setzeEbene( 0 );
        this.unten = new FIGUR( "Eimer_blau_unten.png" );
        this.unten.setzeMittelpunkt( x , y );
        this.unten.setzeEbene( 2 );
        
        // linke Eimer-Kante zum abprallen
        this.links = new RECHTECK( 0.1 , 4 );
        this.links.setzeMittelpunkt( x-3 , y+0.9 );
        this.links.setzeSichtbar( false );
        this.links.setzeDrehwinkel( 11.5 );
        this.links.setzeEbenenposition( 0 );
        this.links.macheStatisch();
        this.links.setzeElastizitaet( 0.5 );
        // rechte Eimer-Kante zum abprallen
        this.rechts = new RECHTECK( 0.1 , 4 );
        this.rechts.setzeMittelpunkt( x+3 , y+0.9 );
        this.rechts.setzeSichtbar( false );
        this.rechts.setzeDrehwinkel( -11.5 );
        this.rechts.setzeEbenenposition( 0 );
        this.rechts.macheStatisch();
        this.rechts.setzeElastizitaet( 0.5 );
        
        this.ball = new KREIS(1);
        this.ball.setzeMittelpunkt( x-2 , y+8 );
        this.ball.macheDynamisch();
    }
}

Animationen

Alle EduActor-Objekte können auch animiert werden. Hierzu stehen folgende Methoden zur Verfügung:

```
animiereTransparenz(double sekunden, double transparenzNachher)
```
In der angegebenen Zeit wird die Transparenz vom aktuellen Wert zum übergebenen Wert hin verändert.
```
animiereKreis(double sekunden, double mX, double mY, boolean uhrzeigersinn, boolean rotation)
```
In der angegebenen Zeit wird das Objekt um den angegebenen Mittelpunkt im (true) oder gegen (false) den Uhrzeigersinn rotiert. Das rotierende Objekt kann seine Ausrichtung beibehalten oder mit rotieren wie ein Uhrzeiger.
```
animiereGerade(double sekunden, double zielX, double zielY, boolean loop)
```
In der angegebenen Zeit wird das Objekt vom aktuellen Mittelpunkt zum übergebenen Ziel-Mittelpunkt auf einer Gerade bewegt.Die Bewegung kann einmalig (false) oder fortwährend hin und wieder zurück zu ursprünglichen Mittelpunkt erfolgen.
```
pausiereAnimation(boolean pause)
```
Die Animation eines Objekts wieder stoppen.
```
nennePausiert() : boolean
```
Gibt an, ob bei dem Objekt gerade eine Animation pausiert ist.

Animierte statische Objekte können dynamische Objekte mitnehmen! (Demo 2)

Kinematische Methoden wie setzeGeschwindigkeit(...) oder wirkeImpuls(...) können auf dynmaischen Objekten aufgerufen werden, führen aber bei Interaktion mit statischen Objekten zu unvorhersehbaren Effekten. Besser überschreibt man die von SPIEL geerbte Methode bildAktualisierungReagieren(...) und bewegt die Objekte dort !!! (Demo 2)

kreisender Zeiger

Demo 1: "rotierender Zeiger"

public class Uhr
{
    private RECHTECK sekundenzeiger;
    
    public Uhr()
    {
        this.sekundenzeiger = new RECHTECK(0.1, 5);
        this.sekundenzeiger.setzeFarbe("gelb");
        this.sekundenzeiger.setzeMittelpunkt(0, 2.5);
        this.sekundenzeiger.animiereKreis(60 , 0 , 0 , true, true);
    }
}

Demo 2: "Jump'n'Run-Animationen"

Effekte durch Animationen

public class Animation
extends SPIEL
{
    private RECHTECK boden, platte_1, platte_2;
    private FIGUR spieler, gegner;
    private double v;
    
    public Animation()
    {
        this.boden = new RECHTECK(40, 1);
        this.boden.setzeMittelpunkt(0, -9);
        this.boden.macheStatisch();
        
        this.platte_1 = new RECHTECK(5, 0.5);
        this.platte_1.setzeMittelpunkt(-5, -5);
        this.platte_1.macheStatisch();
        
        this.platte_2 = new RECHTECK(4, 0.5);
        this.platte_2.setzeMittelpunkt(5, -5);
        this.platte_2.macheStatisch();
        this.platte_2.animiereKreis(8, 5, -3, true, false);
        
        this.gegner = new FIGUR("standard", ".", "bob");
        this.gegner.setzeMittelpunkt(-7, -3.5);
        this.gegner.macheStatisch();
        this.gegner.animiereGerade(3, -3, -3.5, true);
        
        this.spieler = new FIGUR("traveler_idle.gif");
        this.spieler.setzeMittelpunkt(0, -6.5);
        this.spieler.macheDynamisch();
        
        this.v = 0;
    }
    
    @Override
    public void tasteReagieren(int code)
    {
        switch (code)
        {
            case TASTE.RAUF   : this.spieler.springe(10); break;
            case TASTE.RUNTER : this.v = 0.0; break;
            case TASTE.LINKS  : this.v = -2;
                                this.spieler.spiegelnHorizontal(true); break;
            case TASTE.RECHTS : this.v = 2;
                                this.spieler.spiegelnHorizontal(false); break;
        }
    }
    
    @Override
    public void bildAktualisierungReagieren(double time)
    {
        if ( this.spieler != null )
        {
            this.spieler.verschiebenUm(this.v*time , 0);
        }
    }
}

Kinematische Physik

Du kennst aus der Jump'n'Run-Physik die Zustände sensor, statisch und dynamisch. Es existiert noch ein vierter Zustand kinematisch. Damit verhlält sich ein EduActor-Objekt physiklisch realistisch. Ein kinematisches EduActor-Objekt interagiert mit sensor- oder statisch-Objekten wie aus der Jump'n'Run-Physik gewohnt. Allerdings kann es zu unvorhersehbaren Effekten kommen, wenn kinematisch bewegte und animierte Objekte interagieren! Auf kinematischen Objekten kann man aber zusätzliche Methoden aufrufen, um die mechanischen Eigenschaften wie Reibung und Elastizität oder Größen wie Dichte, Masse, Geschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit festzulegen. Außerdem kann ein Impuls (Kraft-Stoß) in beliebige Richtung auf ein Objekt einwirken.

Es stehen folgende Methoden zur Verfügung:

kinematische Objekte, statischer Boden

```
macheKinematisch()
```
Versetzt das EduActor-Objekt in den kinematischen Zustand.
```
setzeReibung(double reibungsKoeffizient)
```
Damit wird der Reibungskoeffizient dieses Objekts bei Berührung mit einem anderen kinematischen oder statischen Objekt festgelegt. Diese Änderung wird aber erst dann aktiv, wenn das Objekt kein anderes dynamisches oder statisches Objekt berührt. In diesem Fall tritt der Effekt zeitverzögert in Kraft, sobald die Berührung gelöst wird.
```
nenneReibung() : double
```
Gib den aktuellen Reibungskoeffizienten zurück.
```
setzeElastizitaet(double elastizitaet)
```
Ein Wert von 1 bedeutet einen vollkommen elastischen Stoß. Ein Wert von 0 ein vollkommen inelastischer Stoß. Werte dazwischen sind möglich und können zu sehr realistischen Stößen führen. Werte über 1 sind möglich aber unrealistisch - können aber zu witzigen Effekten führen ...
```
nenneElastizitaet() : double
```
Gibt den aktuellen Elastizitätswert zurück.
```
setzeGeschwindigkeit(double vX, double vY)
```
Das Objekt bewegt sich ab jetzt mit dieser Geschwindigkeit und Richtung. Die Maßeinheit ist m/s.
```
nenneGeschwindigkeitX() : double
```
Gibt die x-Komponente der aktuellen Geschwindigkeit in m/s zurück.
```
nenneGeschwindigkeitY() : double
```
Gibt die y-Komponente der aktuellen Geschwindigkeit in m/s zurück.
```
setzeDichte(double flaechendichte)
```
Legt die Dichte des Objekts fest. Da es sich um eine 2D-Game-Engine handelt ist es streng genommen eine Flächendichte, Die Maßeinheit ist deshalb kg/m2. Eine Änderung der Dichte zieht logischerweise auch eine Änderung der Masse nach sich.
```
nenneDichte() : double
```
Gibt den aktuellen Wert der Dichte des Objekts in kg/m2 zurück.
```
nenneMasse() : double
```
Gibt den aktuellen Wert der Masse zurück. Die Maßeinheit ist kg. Die Masse kann NICHT direkt gesetzt werden! Stattdessen muss man Dichte und Abmessungen ändern, um die Masse zu verändern.
```
wirkeImpuls(double pX, double pY)
```
Wirkt einen Impuls (Kraft-Stoß, Schlag, Kick) auf das Objekt aus. Die Maßeinheit ist kg*m/s. Die Wirkung des Impulses auf das Objekt hängt natürlich von dessen Masse ab. Schwerere Objekte verhalten sich "träger" bzw. "schwerfälliger".
```
setzeRotationBlockiert(boolean b)
```
true bewirkt, dass sich kinematische Objekte bei Stößen nicht in Drehung versetzen, aber auch, dass sie erst von statischen Objekten fallen, wenn sie diese an keinem Punkt mehr berühren.false bewirkt realistisches Verhalten wie Rotationsbewegungen nach Stößen oder Überkippen beim Abstürzen, sobald der Schwerpunkt die Kante eines statischen Objekts überwunden hat.
```
setzeWinkelgeschwindigkeit(double wg)
```
Setzt die Winkelgeschwindigkeit des Objekts in Umdrehungen pro Sekunde.

individuelle Kollisions-Formen

Beispiele für individuelle Kollisionsformen

Der Kollisions-Bereich der EduActor-Unterklassen KREIS, RECHTECK und DREIECK ist klar definiert. Bei den Unterklassen FIGUR und TEXT ist es dagegen standardmäßig ein umhüllendes Rechteck. Das führt - z.B. bei Bildern mit transparentem Hintergrund nicht immer zu den gewünschten Interaktionen mit anderen Objekten. Deshalb kann man jedem EduActor auch eine individuelle Kollisions-Form - bestehend aus Rechtecken, Kreisen und Polygonen - erstellen.

Hierfür gibt es die Methode

setzeKollisionsformen(String formenDefinition)

Der übergebene String kann ein einzelner Kollisionsbereich oder auch eine Aneinanderreihung mehrerer einzelner Kollisionsbereiche enthalten. Die Maßeinheit ist Bildschirm-Meter und der Koordinatenursprung ist die linke untere Ecke des umhüllenden Rechtecks.

R1,0.5,1.2,3 Ein Rechteck mit linker, unterer Ecke (1|0,5), der Breite 1,2 und der Höhe 3
C2.5,3,1.75 Ein Kreis (Circle) mit Mittelpunkt (2,5|3), der Radius 1,75
P1,0,2,3,0.5,2 Ein Polygon (hier ein Dreieck) mit den Eckpunkten (1|0), (2|3) und (0.5|2)
R1.5,0,0.5,2.7 &C1.5,4,1 Rechteck und Kreis kombiniert zu einem "Lolli"

! ! ! WICHTIG ! ! ! Zwischen dem & und dem folgenden Buchstaben darf KEIN Leerzeichen sein! Am Ende einer Form darf KEIN Komma stehen!

TIPP In Verbindung mit setzeRotationBlockiert(false) und der Jump'n'Run-Physik können SpielFiguren z.B. sehr realistisch von Brüstungen fallen ;-)

Verbindungen zwischen Objekten

Es ist auch möglich, mehrere EduActor-Objekte miteinander auf verschiedene Arten zu verbinden. ... bald ...

Methoden zeitverzögert ausführen

Es ist auch möglich, jede beliebige Methode eines EduActor-Objekts zeitverzögert und damit nebenläufig zum restlichen Code anzusetzen. ... bald ...

Das Tutorial ist beendet. Das nächste ist YYY . Wenn du Feedback für uns hast, melde dich gerne.

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 <source lang="java">setzeKollisionsformen(String formenDefinition)</source> <i>Der übergebene String kann ein einzelner Kollisionsbereich oder auch eine Aneinanderreihung mehrerer einzelner Kollisionsbereiche enthalten. Die Maßeinheit ist '''Bildschirm-Meter''' und der Koordinatenursprung ist die linke untere Ecke des umhüllenden Rechtecks.</i>
-* <code>R1,0.5,1.2,3</code> <i>Ein Rechteck mit linker, unterer Ecke (1|0,5), der Breite 1,2 und der Höhe 3</i>
+* <code>R1,0.5,1.2,3</code> <i>Ein '''Rechteck''' mit linker, unterer Ecke (1|0,5), der Breite 1,2 und der Höhe 3</i>
-* <code>C2.5,3,1.75</code> <i>Ein Kreis(Circle) mit Mittelpunkt (2,5|3), der Radius 1,75</i>
+* <code>C2.5,3,1.75</code> <i>Ein '''Kreis''' (Circle) mit Mittelpunkt (2,5|3), der Radius 1,75</i>
-* <code>P1,0,2,3,0.5,2</code> <i>Ein Polygon (hier ein Dreieck) mit den Eckpunkten (1|0), (2|3) und (0.5|2)</i>
+* <code>P1,0,2,3,0.5,2</code> <i>Ein '''Polygon''' (hier ein Dreieck) mit den Eckpunkten (1|0), (2|3) und (0.5|2)</i>
 * <code>R1.5,0,0.5,2.7 &C1.5,4,1</code> <i>Rechteck und Kreis kombiniert zu einem "Lolli"</i>

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