Módulo 9 · Aula 9.1 · O mundo em 3D: eixos, câmera e luz

Objetivos de aprendizagem

1. Dizer para onde aponta cada eixo do Godot: X (vermelho), Y (verde), Z (azul).
2. Ler e mudar a posição de um objeto em metros.
3. Explicar por que uma cena 3D precisa de câmera e de luz para aparecer no jogo.
4. Navegar na janela 3D do editor.

Pré-requisitos

Módulo 8 completo (cena, nó, Inspetor, script, Saída).

Materiais

Godot 4.7; projeto exemplos/laboratorio-3d (cena eixos.tscn); papel quadriculado e uma caixa de sapato para a atividade de abertura.

Conceitos

Três eixos. No 2D havia X (para a direita) e Y (para baixo). No 3D do Godot:

Atenção: no 2D o Y crescia para baixo; no 3D cresce para cima. E a "frente" de um nó 3D é o Z negativo. Isso volta na Aula 9.3.

Unidade. No 2D, posição era em pixels. No 3D, a unidade é o metro. Um cubo pronto do Godot tem 1 m de lado; uma pessoa tem cerca de 1,7 m.

Posição. Três números (X, Y, Z). O cubo apoiado no chão, no centro, fica em (0, 0.5, 0): o centro dele está meio metro acima do chão.

Câmera. No 2D a tela já mostrava a cena. No 3D, o jogo só mostra o que uma Camera3D está vendo. Sem câmera, a tela fica vazia.

Luz. Sem luz, os objetos aparecem escuros ou sem volume. A DirectionalLight3D é o "sol": ilumina tudo na mesma direção, não importa onde ela esteja; o que importa é para onde aponta.

Editor × jogo. O editor tem uma luz e um céu de prévia (botões Alternar prévia da luz solar. e Alternar prévia do ambiente.) para ajudar a montar a cena. Eles não vão para o jogo. Se no jogo tudo ficar escuro, falta pôr um sol de verdade na cena.

Exemplos

Tutorial passo a passo

Parte A. Caixa de sapato (40 min)

1. Em dupla, um canto da caixa é a origem (0, 0, 0). Marquem com fita: X para a direita (vermelho), Y para cima (verde), Z para a frente da caixa, na direção de quem olha (azul).
2. Um aluno diz uma posição, o outro coloca uma borracha nela. Troquem.

Parte B. Laboratório no Godot (120 min)

3. Abra o projeto exemplos/laboratorio-3d e a cena cenas/eixos.tscn.
4. Na janela 3D: botão do meio do mouse gira a vista, rodinha aproxima. Encontre as barras vermelha, verde e azul.
5. Use Executar Cena Atual. O cubo anda 3 m no X, sobe 3 m no Y, vem 3 m no Z e volta, parando meio segundo em cada ponto. Olhe a Saída: cada parada escreve a posição.
6. Pare o jogo. Selecione o Cubo e, no Inspetor, em Transform, mude Position para (-2, 0.5, 2). Onde ele foi parar?

Parte C. Câmera e sol (120 min)

7. Selecione Camera. No alto da janela 3D aparece a opção Visualização (dica: "Visualizar através da câmera selecionada."): marque e veja a cena pelos olhos da câmera.
8. Mude a Position da câmera e veja o que muda no jogo.
9. Apague o nó Sol (Ctrl+Z desfaz) e execute: a cena perde o volume. Desfaça.
10. Gire o Sol mudando Rotation e observe as sombras.

Parte D. Primeira cena 3D sozinho (100 min)

11. Cena → Nova Cena, Criar Nó Raiz: Cena 3D.
12. Adicionar Nó Filho... três vezes: MeshInstance3D (no Inspetor, Mesh → New BoxMesh), Camera3D e DirectionalLight3D.
13. Posicione a câmera para ver o cubo e execute. Salve como primeira_cena_3d.tscn.

Imagens

• ../../../recursos/imagens/godot/laboratorio-3d-tela-eixos.png: a cena dos eixos rodando, com as letras X, Y e Z.
• ../../../recursos/imagens/godot/captura-godot3d-editor-labirinto.png: a janela 3D do editor com a vista Perspectiva e o mini-eixo colorido no canto.

Indicação da interface

Os nomes das ferramentas, dos botões de prévia e da opção Visualização foram lidos das traduções do Godot 4.7.2; os menus Transformar e Visualizar e a vista Perspectiva aparecem na captura. A opção Visualização (passo 7) não foi fotografada.

O código completo

exemplos/laboratorio-3d/scripts/cubo_passeando.gd:

extends MeshInstance3D
## Aula 9.1: o cubo anda 3 metros em cada eixo, um de cada vez, para meio segundo e volta.
## Olhe a Saída: a posição mostra (X, Y, Z).

const DISTANCIA := 3.0
const PAUSA := 0.5


func _ready() -> void:
	var tween := create_tween().set_loops()
	tween.tween_callback(mostrar.bind("começo"))
	tween.tween_property(self, "position", Vector3(DISTANCIA, 0.5, 0), 1.5)
	tween.tween_callback(mostrar.bind("andou no X (vermelho)"))
	tween.tween_interval(PAUSA)
	tween.tween_property(self, "position", Vector3(DISTANCIA, 0.5 + DISTANCIA, 0), 1.5)
	tween.tween_callback(mostrar.bind("subiu no Y (verde)"))
	tween.tween_interval(PAUSA)
	tween.tween_property(self, "position", Vector3(DISTANCIA, 0.5 + DISTANCIA, DISTANCIA), 1.5)
	tween.tween_callback(mostrar.bind("veio no Z (azul)"))
	tween.tween_interval(PAUSA)
	tween.tween_property(self, "position", Vector3(0, 0.5, 0), 1.5)


func mostrar(onde: String) -> void:
	print(onde, ": ", position)

Explicação do código

• Vector3(x, y, z) é o Vector2 do Módulo 8 com um número a mais.
• O Tween (Aula 8.9) leva a posição de um ponto a outro em 1,5 s; tween_interval espera; set_loops() repete para sempre.
• tween_callback(mostrar.bind("...")) chama a função mostrar com aquele texto, na hora certa da fila.

Na Saída aparece, por exemplo:

começo: (0.0, 0.5, 0.0)
andou no X (vermelho): (3.0, 0.5, 0.0)

(linhas copiadas de uma execução real.)

Resultado esperado

O aluno diz para onde cada eixo aponta, move objetos pelo Inspetor e monta uma cena 3D mínima que aparece no jogo.

Problemas comuns

Exercício guiado

Um cubo está em (2, 0.5, -4). Ele está à esquerda ou à direita da origem? Mais perto ou mais longe de quem olha pela câmera do laboratório? (Resposta: à direita, porque X é positivo; mais longe, porque Z negativo vai para o fundo.)

Desafio individual

Na sua primeira_cena_3d.tscn, monte uma "mesa": um tampo (caixa achatada) e quatro pernas (caixas finas), usando só Position e Scale.

Desafio avançado (opcional)

Mude o script do cubo para ele desenhar um quadrado no chão (X e Z) em vez de subir no Y.

Critérios de avaliação

• Nomeia os três eixos e o sentido de cada um.
• Explica por que a câmera e a luz são necessárias.
• Cena 3D própria rodando.

Checklist de conclusão

• Fiz a caixa de sapato com os três eixos
• Rodei eixos.tscn e li a Saída
• Mudei posição pelo Inspetor
• Testei a cena sem sol
• Montei a minha primeira cena 3D

Extensão

Olhe a sala de aula e diga a posição aproximada (em metros) de três objetos, usando um canto como origem.