Unity3d基础入门之物理引擎解析（碰撞器 触发器 等等）

第五章 物理引擎

刚体

简述：

带有刚体组件的游戏物体

Add Component physics Rigidbody

刚体（rigid body）组件可使游戏对象受物理引擎控制，在受到外力时产生真实的物理特性。

想让物体仿真，就加刚体。

Ø  属性

•质量 Mass ：物体的质量。

•阻力 Drag ：当受力移动时物体受到的空气阻力。0表示没 有空气阻力，极大时可使物体停止运动，通常砖头0.001， 羽毛设置为10。

•角阻力 Angular Drag：当受扭力旋转时物体受到的空气阻 力。0表示没有空气阻力，极大时使物体停止旋转。

•使用重力 Use Gravity：若激活，则物体受重力影响。

•是否是运动学 Is Kinematic ：若激活，该物体不再受物理 引擎控制，而只能通过变换组件来操作。

插值 Interpolate：用于缓解刚体运动时的抖动。

      无 None --不应用插值。

      内插值 Interpolate --基于上一帧的变换来平滑本帧变换。

      外插值 Extrapolate --基于下一帧的预估变换来平滑本帧 变换。

    •碰撞检测 Collision Detection ：碰撞检测模式。快速移动的刚体在碰撞时有可能互相穿透，可以设置碰撞检测频率, 但频率越高对物理引擎性能影响越大。    

    不连续 Discrete ：不连续碰撞检测。适用于普通碰撞（默 认模式）。

    连续 Continuous :连续碰撞检测。

动态连续 Continuous Dynamic  :连续动态碰撞检测,适用 于高速物体。

 

•约束Constraints :对刚体运动的约束。

    冻结位置Freeze Position :刚体在世界中沿所选X，Y，Z 轴的移动，将无效。

    冻结旋转 Freeze Rotation :刚体在世界中沿所选的X,Y,Z轴 的旋转，将无效。

碰撞器

Ø  简介

•使刚体具有碰撞效果

•可以单独作用于物体，但是要使移动的物体具有碰撞效果 必须附加刚体组件。

Ø  分类

• 静态碰撞器 Static Collider :只有碰撞器没有刚体的物体

现象：保持静止或者轻微移动，如：平面/树木

• 刚体碰撞器 Rigidbody Collider:具有刚体和碰撞器的物体；

现象：完全受物理引擎影响。

• 运动学刚体碰撞器: 带刚体,且勾选Is Kinematic，此碰撞器

不能添加力，只能通过transform移动。

Ø  属性

• 是否触发器 Is Trigger ：如激活，此碰撞器用于触发事件，

并且被物理引擎忽略。

• 材质Material ：引用何种物理材质决定了他和其他对象如

何作用。

• 凸起的Convex ：不激活则网格碰撞器间没有碰撞效果;

• Mesh 网格：用于碰撞所引用的网格

Ø  物理材质

• 用于调整碰撞对象的摩擦力和反弹效果。

• 属性

动态摩擦力 DynamicFriction：移动时摩擦力

静态摩擦力 StaticFriction：静止时摩擦力

弹力 (Bounciness)：反弹程度

备注：摩擦力、弹力建议0---1之间

摩擦力合并模式 Friction Combine Mode、

合并反弹 Bounce Combine：

两个碰撞对象摩擦力/弹力的合并方式

平均值Average 最小 Min 最大 Max 相乘Multiply

 

 

 

Ø  碰撞条件！！！

• 两者具有碰撞组件

• 运动的物体具有刚体组件

Ø  碰撞三阶段

Collision事件参数类 包含了引发事件时的相关信息，包含了对方的碰撞器

只要碰撞就会执行下面的方法    字母必须一致

1  当进入碰撞时执行    

voidOnCollisionEnter(Collision collOther)//注意不能和下边触发器的Collider弄错

2  当碰撞体与刚体接触时每帧执行

voidOnCollisionStay(Collision collOther)

3  当停止碰撞时执行

voidOnCollisionExit(Collision collOther)

 

other.contacts[0].point   碰撞点的世界坐标

other.contacts[0].normal  碰撞面的法线

Ø  代码引入

//满足碰撞条件的第一帧执行

    private void OnCollisionEnter(Collisionother)

    { //other 事件参数类：包含了引发事件时的相关信息。

        //对方的碰撞器组件

        Debug.Log("Collision:"+other.collider);

        //碰撞点的世界坐标

        //other.contacts[0].point

        //碰撞面的法线

        //other.contacts[0].normal

    }

    //满足触发条件的第一帧执行

    private void OnTriggerEnter(Collider other)

    { //other 事件参数类：包含了引发事件时的相关信息。

        //就是对方的碰撞器组件

        Debug.Log("Trigger:" + other);

    }

触发器

Ø  简介

• 带有碰撞器组件，且Is Trigger属性被勾选的物体 。

• 现象：无碰撞效果。

Ø  触发条件！！！

• 两者具有碰撞组件

• 其中之一带有刚体组件

• 其中之一勾选 isTrigger

Ø  触发三阶段

• 当Collider(碰撞体)进入触发器时执行

void OnTriggerEnter(Collider cldOther)

• 当碰撞体与触发器接触时每帧执行

void OnTriggerStay(Collider cldOther)

• 当停止触发时执行

void OnTriggerExit (Collider cldOther)

 

相关应用

案例一：  适合速度慢不知道打谁的物体   用触发器

缺点：用触发检测速度过快的物体不合理

每帧才做一次碰撞（触发）检测，如果物体速度太快，很容易直接越过要碰撞的物体，而检测失败。前一帧不在，后一帧就过了。

解决方案：运动前，就确定好与谁发生碰撞，然后朝向目标点移动。

 

public float moveSpeed = 80;

    privatevoid Movement()

    {

       transform.Translate(0, 0, Time.deltaTime * moveSpeed);

    }

    privatevoid Update()

    {

       Movement();

    }

    privatevoid FixedUpdate()

    {

       Debug.Log(transform.position);

    }

    //当前子弹与其他碰撞器接触时执行

    privatevoid OnTriggerEnter(Collider other)

    {

       Destroy(this.gameObject);

}

案例二：适合高速且躲也躲不掉的物体（子弹）

一、一种对方物体不动，则只需发射一根射线

二、如果对方物体移动，可能打不到，就每帧发射线，射线长度跟速度成正比

像射击类游戏，可以不加子弹，只需做一个弹道就可，省性能。

高速运动的物体，很可能碰撞(触发)检测失败

解决方案：运动前（Start）就确定到与谁发生碰撞，然后朝向目标点移动。

代码：

    public LayerMask layer;

    privateVector3 targetPos;

    privatevoid Start()

    {

       RaycastHit hit;

        //投射射线（起点，方向，结果，距离，参与检测的层）

       if(Physics.Raycast(transform.position, transform.forward, out hit, 500,layer))

        {

            //有目标 

           targetPos = hit.point;//得到检测到的目标点

        }

       else

        {

           //没有目标

           targetPos = transform.TransformPoint(0, 0, 500);//返回前方500m处的点

        }

    }

    privatevoid Update()

    {

       Movement();

        //如果接近目标点，则销毁物体

       if((transform.position - targetPos).sqrMagnitude<0.1f)

        {

           Destroy(this.gameObject);

        }

    }

    privatevoid Movement()

    {

       transform.position = Vector3.MoveTowards(transform.position, targetPos,Time.deltaTime * moveSpeed);//已知目标点的移动，用MoveTowards

    }

关节

关节分类：

铰链关节（最常用）

弹性关节（常用）

固定关节（常用）

角色关节

可配置关节

铰链关节Hinge Joint

铰链关节：将两个刚体(Rigidbody) 组合在一起，从而将其约束为如同通过铰链连接一样进行移动。它十分适合门，也可用于对链条、钟摆等进行模拟效果。

铰链关节组件属性：

属性：                     功能：

•连接体(Connected Body)：对关节(Joint) 所依赖的刚体(Rigidbody) 的可选引用。如果未设置，则关节(Joint) 连接到世界坐标。

•锚点(Anchor）：主体围绕其摇摆的轴的位置。

•轴(Axis）：主体围绕其摇摆的轴的方向。

•使用弹簧(Use Spring)：启用使用弹簧属性。

•弹簧(Spring) ：对象为移动到位所施加的力。   弹簧力度

•目标位置(Target Position)：使刚体(Rigidbody)相对于其连接体达到特定角度。

•阻尼(Damper)：此值越高，对象减慢的幅度越大。

•使用电机(Use Motor)：启用使用电机(Use Motor) 时使用的电机(Motor) 的属性。

•目标速率(Target Velocity)：对象尝试达到的速度。      两个一起用，力度

•力(Force)：为达到该速度而应用的力。               达不到速度也达不到

•自由旋转(Free Spin)：如果启用，则电机从不用于对旋转制动，仅进行加速。

•使用限制(Use Limits)：如果启用，则铰链角度会限制在最小(Min) 和最大(Max)值内。

•限制(Limits)：启用使用限制(Use Limits)s 时使用的限制(Limits) 的属性。

•最小(Min)：旋转可以达到的最小角度。

•最大(Max)：旋转可以达到的最大角度。

•最小反弹(Min Bounce)：对象在命中最小停止时反弹的量。

•最大反弹(Max Bounce)：对象在命中最大停止时反弹的量。

•折断力(Break Force)：为使此关节(Joint) 折断而需要应用的力。 超过该力会断掉与父物体的关系

•折断扭矩(Break Torque)：为使此关节(Joint) 折断而需要应用的扭矩

•启动碰撞Enable Collision ：如果启用，将启用与绑定物体之间的碰撞效果

撞门效果：谁撞门给谁

public class DoorForce : MonoBehaviour

{

    privatevoid OnCollisionStay(Collision other)

    {

       if(other.collider.tag == "Door")

       {   //在身体斜上方为门添加一个500的力  other.transform.GetComponent().AddForce((transform.forward+ transform.up)* 500);

        }

    }

}

固定关节Fixed Joint

固定关节将对象移动限制为依赖于其他对象。这在某种程度上类似于父子化，不过是通过物理而不是变换层级结构来实现。使用它们的最佳情况是在具有要方便地相互分离的对象，或是连接两个对象的移动而不进行父子化时。

固定关节组件属性：

属性：              功能：

连接体(ConnectedBody)：对关节(Joint)所依赖的刚体(Rigidbody)的可选引用。如果未设置，则关节(Joint)连接到世界坐标。

折断力(BreakForce)：为使此关节(Joint) 折断而需要应用的力。

折断扭矩(BreakTorque)：为使此关节(Joint) 折断而需要应用的扭矩。

启动碰撞EnableCollision ：如果启用，将启用与绑定物体之间的碰撞效果。

弹性关节 Spring Joint

弹簧关节将两个刚体(Rigidbody) 组合在一起，从而将其约束为如同通过弹簧连接一样进行移动效果。

弹性关节组件属性：

属性：                    功能：

连接体(ConnectedBody)：对关节所依赖的刚体(Rigidbody) 的可选引用。

锚点(Anchor)：对象局部坐标空间中定义关节中心的位置（静止时）。这不是将对象拉向的位置。

弹簧(Spring)：弹簧的强度。

阻尼(Damper)：弹簧在处于活动状态时缩减的量。

最小距离(MinDistance)：大于此值的距离不会使弹簧激活。

最大距离(MaxDistance)：小于此值的距离不会使弹簧激活。

折断力(BreakForce)：为使此关节折断而需要应用的力。

折断扭矩(BreakTorque)：为使此关节折断而需要应用的扭矩。

启动碰撞EnableCollision ：如果启用，将启用与绑定物体之间的碰撞效果

给刚体添加力

•rigidbody.AddForce(Vector3.forward*500)；

•//世界坐标前方（Z轴）方向添加一个500的力。

•rigidbody.AddForce(transform.forward*500)；

•//自己的坐标前方（Z轴）方向添加一个500的力。

 

练习；子弹检测

using System.Collections;

using System.Collections.Generic;

using UnityEngine;

 

public class Bullet : MonoBehaviour {

 

    // Use thisfor initialization

     RaycastHit hit;

    public LayerMask layer;

    private Vector3 targat;

 

    public float MoveSpeed =5;

 

    void Start ()

    {

        if (Physics.Raycast(transform.position,transform.forward, out hit, 500, layer))

        {

           targat =hit.point;

        }

        else

        {//如果没有检测到目标

            targat =transform.TransformPoint(0, 0, 500);

        }

    }

      

       // Update iscalled once per frame

       void Update ()

    {

       transform.position = Vector3.MoveTowards(transform.position, targat, Time.deltaTime *MoveSpeed);

        if((transform.position - targat).sqrMagnitude <= 0.1f)

        {

           Destroy(hit.transform.gameObject);

            Destroy(this.gameObject);

        }

       }

}