刚体利用体积(碰撞器 Collider)进行碰撞计算,模拟真实的碰撞效果,产生力的作用
碰撞产生的必要条件:
Mass:质量
默认为千克,质量越大惯性越大
Drag:空气阻力
根据力移动对象时影响空气阻力大小
0 表示没有空气阻力
Augular Drag:旋转阻力
根据扭矩旋转对象时影响对象的空气阻力大小
0 表示没有阻力
Use Gravity:是否受重力影响
Is Kinematic:是否设置为运动学
如果启用,对象将不会被物理引擎驱动,只能通过 Transform 对其进行操作
对于移动平台,或者如果要动画附加了 HingeJoint 的刚体,此属性将非常有用
Interpolate:插值运算
None:不应用插值运算
Interpolate:根据前一帧的变换来平滑变换
Extrapolate:插值运算
根据下一帧的估计变换来平滑变换,若物理帧时间过长,此效果将不好
Collison Detection:碰撞检测模式
Discrete:离散检测
对场景中的所有其他碰撞体使用离散碰撞检测,其他碰撞体在测试碰撞时会使用离散检测。
用于正常碰撞(默认值)
Continuous:连续检测
对动态碰撞体(具有刚体)使用离散碰撞检测
对静态碰撞体(没有刚体)使用连续碰撞检测
设置为连续动态的刚体,将在测试与该刚体的碰撞时使用连续碰撞检测(物理性能消耗较大,物体运动缓慢时请设置为 Discrete)
其他刚体将使用离散碰撞检测
Continuous Dynamic:连续动态检测
对设置为连续和连续动态碰撞的对象使用连续碰撞检测
对静态碰撞体(没有刚体)使用连续碰撞检测
对其他碰撞体使用离散碰撞检测
用于快速移动的对象
Continuous Speculative:连续推测检测
对刚体和碰撞体使用推测性连续碰撞检测
通常比连续碰撞检测的成本更低
无刚体碰撞盒 | Discrete | Continuous | Continuous Dynamic | Continuous Speculative | |
---|---|---|---|---|---|
无刚体碰撞盒 | 不检测碰撞 | Discrete | Continuous | Continuous | Continuous Speculative |
Discrete | Discrete | Discrete | Discrete | Discrete | Continuous Speculative |
Continuous | Continuous | Discrete | Discrete | Continuous | Continuous Speculative |
Continuous Dynamic | Continuous | Discrete | Continuous | Continuous | Continuous Speculative |
Continuous Speculative | Continuous Speculative | Continuous Speculative | Continuous Speculative | Continuous Speculative | Continuous Speculative |
性能消耗关系:Continuous Dynamic > Continuous Speculative > Continuous > Discrete
Constrains:对刚体运动的约束
Info:用于显示参数的面板,不修改里面的值
碰撞器表示物体的体积(形状)
碰撞器种类一共有 6 种:
常用的为前 3 种
(一)共同参数
Edit Collider:编辑碰撞器的大小
Is Trigger:是否为触发器
如果启用,则该碰撞体用于触发事件,并被物理引擎所忽略
主要用于进行没有物理效果的碰撞检测
Material:物理材质
可以确定碰撞体和其他对象碰撞时的交互(表现)方式
Center:碰撞体的中心偏移位置
(二)常用碰撞器
(三)异形物体使用多种碰撞器组合
刚体对象的子对象碰撞信息参与碰撞检测
即父物体添加 Rigid Body,子物体设置 Collider。
(四)不常用碰撞器
Mesh Collider
Convex:是否为凸面的
勾选后,该 Mesh Collider 将会与其他 Mesh Collider 发生碰撞,最多支持 255 个三角面片
如果该对象添加了刚体 Rigid Body,则该选项必须勾选,否则会报错
Cooking Options:物理引擎对网格的处理方式
不常用
Mesh:引用需要用于碰撞的网格
Wheel Collider
赛车游戏中使用,其他时候不常用
注意:添加 Wheel Collider 后一定要添加 Rigid Body(或在父物体添加),否则将失效
Terrain Collider
地形系统中使用
性能较为低下,很少使用
在 Project 中创建物理材质 Physics Material
Dynamic Friction:滑动摩擦力
0 表示绝对光滑,1 表示迅速静止
Static Frction:静摩擦力
0 表示绝对光滑,1 表示无法移动
Bounciness:表面弹性
0 表示不会反弹,1 表示反弹没有能量损失,甚至可能会增加少量能量
Friction Combine:摩擦力组合方式
Bounce Combine:弹性组合方式
碰撞和触发响应函数属于特殊的生命周期函数,也是通过反射调用
碰撞和触发器函数都可以写成虚函数,在子类去重写逻辑
(一)物理碰撞检测响应函数
// 碰撞触发接触时会 自动执行这个函数
private void OnCollisionEnter(Collision collision)
{
// Collision类型的 参数 包含了 碰到自己的对象的相关信息
// 关键参数
// 1.碰撞到的对象碰撞器的信息
collision.collider
// 2.碰撞对象的依附对象(GameObject)
collision.gameObject
// 3.碰撞对象的依附对象的位置信息
collision.transform
// 4.触碰点数相关
collision.contactCount
// 接触点 具体的坐标
ContactPoint[] pos = collision.contacts;
// 只要得到了 碰撞到的对象的 任意一个信息 就可以得到它的所有信息
print(this.name + "被" + collision.gameObject.name + "撞到了");
}
// 碰撞结束分离时 会自动执行的函数
private void OnCollisionExit(Collision collision)
{
print(this.name + "被" + collision.gameObject.name + "结束碰撞了");
}
// 两个物体相互接触摩擦时 会不停的调用该函数
private void OnCollisionStay(Collision collision)
{
print(this.name + "一直在和" + collision.gameObject.name + "接触");
}
(二)触发器检测响应函数
// 触发开始的函数 当第一次接触时 会自动调用
protected virtual void OnTriggerEnter(Collider other)
{
print(this.name + "被" + other.gameObject.name + "触发了");
}
// 触发结束的函数 当水乳相融的状态结束时 会调用一次
private void OnTriggerExit(Collider other)
{
print(this.name + "被" + other.gameObject.name + "结束水乳相融的状态了");
}
// 当两个对象 水乳相融的时候 会不停调用
private void OnTriggerStay(Collider other)
{
print(this.name + "和" + other.gameObject.name + "正在水乳相融");
}
只要挂载的对象能和别的物体产生碰撞或者触发,那么对应的这 6 个函数就能够被响应
6 个函数不是说都得写,一般根据需求来进行选择书写,一般用 Enter 函数较多
如果是一个异形物体,刚体在父对象上,如果你想通过子对象上挂脚本检测碰撞是不行的,必须挂载到这个刚体父对象上才行
(一)刚体自带添加力的方法
rigidBody = this.GetComponent<Rigidbody>();
// 相对世界坐标
// 世界坐标系 Z轴正方向加了一个力
// 加力过后 对象是否停止移动 是由阻力决定的
// 如果阻力为0 那给了一个力过后 始终 是不会停止运动
rigidBody.AddForce(Vector3.forward * 10);
// 如果想要在 世界坐标系方法中 让对象 相对于自己的面朝向动
rigidBody.AddForce(this.transform.forward * 10);
// 相对本地坐标
rigidBody.AddRelativeForce(Vector3.forward * 10);
//如果你希望即使有阻力 也希望对象一直动 那你就把下面代码放在Update函数中 一直“推”就行了
rigidBody.AddForce(Vector3.forward * 10);
// 相对世界坐标
// 绕y轴旋转
rigidBody.AddTorque(Vector3.up * 10);
// 相对本地坐标
rigidBody.AddRelativeTorque(Vector3.up * 10);
// 这个速度方向 是相对于 世界坐标系的
// 如果要直接通过改变速度 来让其移动 一定要注意这一点
rigidBody.velocity = Vector3.forward * 5;
// 模拟爆炸的力 一定是 所有希望产生爆炸效果影响的对象
// 都需要得到他们的刚体 来执行这个方法 才能都有效果
// 参数一 爆炸力
// 参数二 爆炸位置
// 参数三 爆炸半径范围
rigidBody.AddExplosionForce(100, Vector3.zero, 10);
(二)力的模式
// 第二个参数 力的模式 主要的作用 就是 计算方式不同而已
// 由于4中计算方式的不同 最终的移动速度就会不同
rigidBody.AddForce(Vector3.forward * 10, ForceMode.Acceleration);
速度计算公式:v = F * t / m(动量定理)
Acceleration
给物体增加一个持续的加速度,忽略其质量
F = (0, 0, 10)、t = 0.02 s、m = 默认为 1
v = 10 * 0.02 / 1 = 0.2 m/s
每物理帧移动 0.2 m/s * 0.02 = 0.004 m
Force
给物体添加一个持续的力,与物体的质量有关
F = (0, 0, 10)、t = 0.02 s、m = 2 kg
v = 10 * 0.02 / 2 = 0.1 m/s
每物理帧移动 0.1 m/s * 0.02 = 0.002 m
Impulse
给物体添加一个瞬间的力,与物体的质量有关,忽略时间,t 默认为1
F = (0, 0, 10)、t = 1 s、m = 2 kg
v = 10 * 1 / 2 = 5 m/s
每物理帧移动 5 m/s * 0.02 = 0.1 m
VelocityChange
给物体添加一个瞬时速度,忽略质量,忽略时间
F = (0, 0, 10)、t = 1 s、m = 默认为 1
v = 10 * 1 / 1 = 10 m/s
每物理帧移动 10 m/s * 0.02 = 0.2 m
(三)力场
为物体添加 Constant Force,若物体之前没有 Rigid Body,则会为其自动添加
进行参数设置
(四)刚体休眠
Unity 为了节约性能,为刚体添加了休眠机制:
Rigidbody sleeping happens completely automatically. Whenever a rigidbody is slower than the sleepAngularVelocity and sleepVelocity it will start falling asleep. After a few frames of resting it will then be set to sleep. When the body is sleeping, no collision detection or simulation will be performed anymore. This saves a lot of CPU cycles.
刚体休眠完全自动发生。只要刚体的速度低于 sleepAngularVelocity 和 sleepVelocity,该刚体就会开始休眠。其空闲一些帧后,就会被设置成休眠状态。处于休眠状态中的物体,不会再对其进行碰撞检测和模拟。这会节约大量的 CPU 开销。
例如,在为 Cube 添加 Rigid Body 后其下落静止在平面上
将平面旋转一定角度后,发现 Cube 悬空,说明此时 Cube 的刚体休眠了
将平面向下以一定速度拖动,则 Cube 下落,刚体被激活
使用代码控制:
// 获取刚体是否处于休眠状态 如果是
if (rigidBody.IsSleeping())
{
// 就唤醒它
rigidBody.WakeUp();
}