【Unity每日一记】WheelColider组件汽车游戏的关键
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⭐WheelColiderz组件汽车游戏的关键⭐
文章目录
-
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- ⭐WheelColiderz组件汽车游戏的关键⭐
- （==A==） 关键API知识
- （==B==） 参数一览
- （==C==） 扭矩力
- （==D==） 阿克曼转向
- （==E==） 汽车下压力
- （==F==） 汽车质心
- （==G==） 发动机相关
- （==H==） 自动挡位变速箱
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- 四最终代码
-
- CarMoveContorl
- CameraFllow
- InputMana
（A） 关键API知识
| API | 解释 |
|---|---|
| motorTorque | 扭矩力： |
| brakeTorque | 制动扭矩:刹车 |
| Radius | 碰撞器车轮半径 |
| Wheel Damping rate | 车轮阻尼率 |
| GetWorldPose(out wheelPosition, out wheelRotation); | 获取碰撞器当前的空间位置和空间角度。 |
| steerAngle | 车轮碰撞器的转向。 |
| GetGroundHit | 车轮的地面碰撞数据。 |
| rpm | 当前轮轴转速（以每分钟转数为单位）。 |
| isGrounded | 车轮是否在空中（只读） |
| WheelHit参数 | 说明 |
|---|---|
| collider | T另一个碰撞机的轮子正在撞击。 |
| force | 施加在接触上的力的大小。 |
| forwardDir | 滚轮指向的方向。. |
| forwardSlip | 轮胎在滚动方向上打滑。加速滑移为负，制动滑为正 |
| normal | 接触点的正常。. |
| point | T车轮与地面之间的接触点。 |
| sidewaysDir | 车轮的侧向方向。l. |
| sidewaysSlip | 侧身滑 轮胎向侧向打滑。. |
| rpm | 当前轮轴转速（以每分钟转数为单位）。（只读）. |
（B） 参数一览
（C） 扭矩力
知识百科：什么是扭矩力？
扭矩是指发动机运转时从曲轴端输出的平均力矩，俗称为发动机的“转劲”，是 发动机性能 的一个重要参数，扭矩越大，发动机输出的“劲”越大，曲轴转速的变化也越快，汽车的爬坡能力、起步速度和加速性也越好。
（D） 阿克曼转向
引用：阿克曼转向是一种现代汽车的转向方式，也是移动机器人的一种运动模式，在汽车转弯的时候，内外轮转过的角度不一样，内侧轮胎转弯半径小于外侧轮胎
- 后轮距尺寸设置为1.5f ，轴距设置为2.55f ，radius 默认为6，radius 越大旋转的角度看起来越小
if (horizontal > 0 ) {
//后轮距尺寸设置为1.5f ，轴距设置为2.55f ，radius 默认为6，radius 越大旋转的角度看起来越小
wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * horizontal;
wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * horizontal;
} else if (horizontal < 0 ) {
wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * horizontal;
wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * horizontal;
} else {
wheels[0].steerAngle =0;
wheels[1].steerAngle =0;
}
（E） 汽车下压力
知识百科: 什么是下压力
下压力是车在行进中空气在车体上下流速不一产生的,使空气的总压力指向地面从而增加车的抓地力.
速度越大，下压力越大，抓地更强，越不易翻车
- 关键代码
//-------------下压力添加-----------------
//速度越大，下压力越大，抓地更强
rigidbody.AddForce(-transform.up * downForceValue * rigidbody.velocity .magnitude );
（F） 汽车质心
知识百科：什么是质心?——质量中心
汽车制造商在设计汽车时会考虑质心的位置和重心高度，以尽可能减小质心侧偏角。 一些高性能汽车甚至会采用主动悬挂系统来控制车身侧倾，从而减小质心侧偏角，提高车辆的稳定性和操控性。
（G） 发动机相关
发动机功率=扭矩转速n
知识百科:说到汽车发动机，要了解几个参数。排量，功率，扭矩，转速。那么这里和参数之间的关系如何，
排量，就是发动机气缸排出气体的多少。因此说到排量，不管四缸，三缸，二缸，一缸，只要大小一样，排量就相同。
功率，单位时间内做功的多少。那么排量越大，单位时间做功就会越多，因此，排量越大，功率也会越大。
扭矩，它的单位是N·M，所以它是力运动单位距离的结果。它反应的是加速度。扭矩越大，加速能力就越强。
转速，它是单位时间内齿轮转动的圈数。齿轮转的越快，传输给轮胎的转速就越高，车子就跑的越快。
//汽车引擎发动机相关
public void CarEnginePower()
{
WheelRPM();//将轮轴的转速获取
// 扭矩力（发动机功率） = 功率=扭矩*转速*n
motorflaot = -enginePowerCurve.Evaluate(engineRPM) * gears[gerrsNurrentNum];
float velocity = 0.0f;
//发动机的转速 与 车轮转速 和 挡位比率 成比例
engineRPM = Mathf.SmoothDamp(engineRPM, 1000 + Mathf.Abs (wheelsRPM) * 3.6f * (gears[gerrsNurrentNum]), ref velocity, smoothTime);
print(engineRPM);
VerticalContorl(); //驱动管理
shifterGearsChange(); //换挡管理
}
//获得车轮的转速
public void WheelRPM()
{
float sum = 0;
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
sum += wheels[i].rpm;
}
//四个车轮轮轴的平均转速
wheelsRPM = sum / 4;
}
//换挡管理
public void shifterGearsChange()
{
if(InputManager.InputManagerment .addGears ) //如果按下E键,加挡
{
if(gerrsNurrentNum < gears.Length - 1 )
gerrsNurrentNum++;
}
if(InputManager.InputManagerment.lowGears ) //如果按下Q键，减档
{
if (gerrsNurrentNum > 0)
gerrsNurrentNum--;
}
}
（H） 自动挡位变速箱
不仅仅是发动机牵引着汽车去运动。是发动机跟轮胎一起控制汽车去前进,我们前面没有添加发动机,就是靠轮胎的扭矩力去控制汽车的前进
怎么来理解自动档位变速箱呢？当发动机。每个档位的发动机。它超过八千转的时候就要换挡了。所以当我们现在设置发动机的最大转是八千，最小转是五千，超过八千转我们就自动加档。小于了五千转，我们就自动减档。——这个最大转和最小转是模拟跑车的。
当然，判断换挡的依据不仅仅是靠超过最大的这个发动机的最大转，连同每个档位设置的那个限速作为一起判断依据。如下图所示，每个档位的限速如果超过了这个限速，并且超过了最大转速，我们就换挡。
//换挡管理
//换挡管理
public void shifterGearsChange()
{
switch (nowGearsType)
{
//档位类型是手动档的时候
case EChooseGreas.handMovement:
if (InputManager.InputManagerment.addGears) //如果按下E键,加挡
{
if (gerrsNurrentNum < gears.Length - 1)
gerrsNurrentNum++;
}
if (InputManager.InputManagerment.lowGears) //如果按下Q键，减档
{
if (gerrsNurrentNum > 0)
gerrsNurrentNum--;
}
break;
//档位类型是自动档的时候handMovement
case EChooseGreas.aotomutic:
//如果车子不在地面不会自动换档
if (!IsGrounp()) return;
//当发动机转速大于最高转速 并且 速度也超过了相应挡位的限速 ，数组不越界 并且不是倒车 就加档
if (engineRPM > maxRPM && Km_H >= gearSpeed[gerrsNurrentNum] && gerrsNurrentNum < gears.Length - 1 && !BackCar())
gerrsNurrentNum++;
//当发动机小于最小转时 减档 （此时未加判断是因为就是要 更好的减速）
if (engineRPM < minRPM && gerrsNurrentNum > 0)
gerrsNurrentNum--;
break;
default:
break;
}
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四最终代码
CarMoveContorl
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
//-------------------------------------
//—————————————————————————————————————
//___________项目: ______________
//___________功能： 车轮的运动
//___________创建者：_______秩沅________
//_____________________________________
//-------------------------------------
//驱动模式的选择
public enum EDriveType
{
frontDrive, //前轮驱动
backDrive, //后轮驱动
allDrive //四驱
}
public class CarMoveControl : MonoBehaviour
{
//-------------------------------------------
//四个轮子的碰撞器
public WheelCollider[] wheels ;
//网格的获取
public GameObject[] wheelMesh;
//初始化三维向量和四元数
private Vector3 wheelPosition = Vector3.zero;
private Quaternion wheelRotation = Quaternion.identity;
//-------------------------------------------
//驱动模式选择 _默认前驱
public EDriveType DriveType = EDriveType.frontDrive;
//----------车辆属性特征-----------------------
//车刚体
public Rigidbody rigidbody;
//轮半径
public float radius = 0.25f;
//扭矩力度
public float motorflaot = 8000f;
//刹车力
public float brakVualue = 800000f;
//速度：每小时多少公里
public int Km_H;
//下压力
public float downForceValue = 1000f;
//四个轮胎扭矩力的大小
public float f_right;
public float f_left;
public float b_right;
public float b_left;
//车轮打滑参数识别
public float[] slip ;
//质心
public Vector3 CenterMass;
//一些属性的初始化
private void Start()
{
rigidbody = GetComponent<Rigidbody>();
slip = new float[4];
}
private void FixedUpdate()
{
VerticalAttribute();//车辆物理属性管理
WheelsAnimation(); //车轮动画
VerticalContorl(); //驱动管理
HorizontalContolr(); //转向管理
HandbrakControl(); //手刹管理
}
//车辆物理属性相关
public void VerticalAttribute()
{
//---------------速度实时---------------
//1m/s = 3.6km/h
Km_H =(int)(rigidbody.velocity.magnitude * 3.6) ;
Km_H = Mathf.Clamp( Km_H,0, 200 ); //油门速度为 0 到 200 Km/H之间
//--------------扭矩力实时---------------
//显示每个轮胎的扭矩
f_right = wheels[0].motorTorque;
f_left = wheels[1].motorTorque;
b_right = wheels[2].motorTorque;
b_left = wheels[3].motorTorque;
//-------------下压力添加-----------------
//速度越大，下压力越大，抓地更强
rigidbody.AddForce(-transform.up * downForceValue * rigidbody.velocity .magnitude );
//-------------质量中心同步----------------
//质量中心越贴下，越不容易翻
rigidbody.centerOfMass = CenterMass;
}
//垂直轴方向运动管理（驱动管理）
public void VerticalContorl()
{
switch (DriveType)
{
case EDriveType.frontDrive:
//选择前驱
if (InputManager.InputManagerment.vertical != 0) //当按下WS键时生效
{
for (int i = 0; i < wheels.Length - 2; i++)
{
//扭矩力度
wheels[i].motorTorque = InputManager.InputManagerment.vertical *(motorflaot / 2); //扭矩马力归半
}
}
else
{
for (int i = 0; i < wheels.Length - 2; i++)
{
//扭矩力度
wheels[i].motorTorque = 0;
}
}
break;
case EDriveType.backDrive:
//选择后驱
if (InputManager.InputManagerment.vertical != 0) //当按下WS键时生效
{
for (int i = 2; i < wheels.Length; i++)
{
//扭矩力度
wheels[i].motorTorque = InputManager.InputManagerment.vertical * (motorflaot / 2); //扭矩马力归半
}
}
else
{
for (int i = 2; i < wheels.Length ; i++)
{
//扭矩力度
wheels[i].motorTorque = 0;
}
}
break;
case EDriveType.allDrive:
//选择四驱
if (InputManager.InputManagerment.vertical != 0) //当按下WS键时生效
{
for (int i = 0; i < wheels.Length; i++)
{
//扭矩力度
wheels[i].motorTorque = InputManager.InputManagerment.vertical * ( motorflaot / 4 ); //扭矩马力/4
}
}
else
{
for (int i = 0; i < wheels.Length; i++)
{
//扭矩力度
wheels[i].motorTorque = 0;
}
}
break;
default:
break;
}
}
//水平轴方向运动管理（转向管理）
public void HorizontalContolr()
{
if (InputManager.InputManagerment.horizontal > 0)
{
//后轮距尺寸设置为1.5f ，轴距设置为2.55f ，radius 默认为6，radius 越大旋转的角度看起来越小
wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;
wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;
}
else if (InputManager.InputManagerment.horizontal < 0)
{
wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;
wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;
}
else
{
wheels[0].steerAngle = 0;
wheels[1].steerAngle = 0;
}
}
//手刹管理
public void HandbrakControl()
{
if(InputManager.InputManagerment .handbanl )
{
//后轮刹车
wheels[2].brakeTorque = brakVualue;
wheels[3].brakeTorque = brakVualue;
}
else
{
wheels[2].brakeTorque = 0;
wheels[3].brakeTorque = 0;
}
//------------刹车效果平滑度显示------------
for (int i = 0; i < slip.Length; i++)
{
WheelHit wheelhit;
wheels[i].GetGroundHit(out wheelhit);
slip[i] = wheelhit.forwardSlip; //轮胎在滚动方向上打滑。加速滑移为负，制动滑为正
}
}
//车轮动画相关
public void WheelsAnimation()
{
for (int i = 0; i < wheels.Length ; i++)
{
//获取当前空间的车轮位置 和 角度
wheels[i].GetWorldPose(out wheelPosition, out wheelRotation);
//赋值给
wheelMesh[i].transform.position = wheelPosition;
wheelMesh[i].transform.rotation = wheelRotation * Quaternion .AngleAxis (90,Vector3 .forward );
}
}
}
CameraFllow
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
//-------------------------------------
//—————————————————————————————————————
//___________项目: ______________
//___________功能： 相机的跟随
//___________创建者：秩沅_______________
//_____________________________________
//-------------------------------------
public class CameraFllow : MonoBehaviour
{
//目标物体
public Transform target;
private CarMoveControl Control;
public int speed;
//鼠标滑轮的速度
public float ScrollSpeed = 45f;
//Y轴差距参数
public float Ydictance = 0f;
public float Ymin = 0f;
public float Ymax = 4f;
//Z轴差距参数
public float Zdictance = 4f;
public float Zmin = 4f;
public float Zmax = 8f;
//相机看向的角度 和最終位置
public float angle = -25 ;
public Vector3 lookPosition;
void LateUpdate()
{
//Z轴和Y轴的距离和鼠标滑轮联系
Ydictance += Input.GetAxis("Mouse ScrollWheel") * ScrollSpeed * Time.deltaTime;//平滑效果
Zdictance += Input.GetAxis("Mouse ScrollWheel") * ScrollSpeed * Time.deltaTime;
//設置Y軸和x轴的滚轮滑动范围
Ydictance = Mathf.Clamp(Ydictance , Ymin ,Ymax ) ;
Zdictance = Mathf.Clamp(Zdictance , Zmin, Zmax ) ;
//确定好角度，四元数 * 三维向量 = 三维向量
lookPosition = Quaternion.AngleAxis(angle, target .right) * -target.forward ;
//更新位置
transform.position = target.position + Vector3.up * Ydictance - lookPosition * Zdictance ;
//更新角度
transform.rotation = Quaternion.LookRotation(lookPosition);
//实时速度
Control = target.GetComponent<CarMoveControl>();
speed = (int )Control.Km_H / 4;
speed = Mathf.Clamp(speed,0, 55 ); //对应最大200公里每小时
}
}
InputMana
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
//-------------------------------------
//—————————————————————————————————————
//___________项目: ______________
//___________功能： 输入控制管理器
//___________创建者：秩沅_______________
//_____________________________________
//-------------------------------------
public class InputManager : MonoBehaviour
{
//单例模式管理
static private InputManager inputManagerment;
static public InputManager InputManagerment => inputManagerment;
public float horizontal; //水平方向动力值
public float vertical; //垂直方向动力值
public bool handbanl; //手刹动力值
void Awake()
{
inputManagerment = this;
}
void Update()
{
//与Unity中输入管理器的值相互对应
horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
vertical = Input.GetAxis("Vertical");
handbanl = Input.GetAxis("Jump")!= 0 ? true :false ; //按下空格键时就是1，否则为0
}
}