Unity物理引擎一

Ilingis · 发表于 2021-11-28 11:56

一：刚体介绍以及常见属性函数

二：碰撞器介绍以及添加

三：物理材质Material使用

四：碰撞筛选过滤

五：碰撞检测函数调用

六：本章总结与作业

<hr/>一：刚体介绍以及使用

1.1:刚体介绍

   对于一个优秀的游戏开发平台来说，除了友好的开发环境，还必须拥有一个完备的物理引擎系统。现实世界中的所有物体都遵循自然界的定律，要想达到模拟现实世界的物理效果，就需要使用物理引擎作为辅助。
   Unity3D内置了NVIDIA出品的PhysX物理仿真引擎。在开发中只需要简单的操作就能够按照物理运动规律来进行运动。
   在介绍物理组件(可以叫物理引擎)的时候，需要先学习下刚体(Rigidbody)。刚体可以理解为一个物理世界的物体，只有这个物体才能被自然界的约束所作用，自然界的约束有重力、扭矩力、冲力，物体与物体之间可以有相互碰撞的作用力、摩擦力等。
   刚体只能配合游戏对象才能使用，挂载有刚体组件的游戏对象才能受到物理世界的约束，有了刚体组件，游戏对象的碰撞才更加真实。
   试着创建一个对象，并将一个刚体组件挂载到该对象上，如下图所示。

(1)Mass(质量)：该属性表示刚体的质量，数据类型是float类型，默认情况都是1。一般来说，大部分的物理的Mass属性值应该设置为接近0.1到10.0之间。这样模拟出来的刚体更接近于生活中的感官感受。Mass是没有单位的，开发中，需要控制好物体与物体之间的比例才能提高物理仿真度。
(2)Drag(阻力)：这里的阻力指的是物体移动时的阻力，物体进行任意方向的移动都会感受到Drag的影响。该属性的数值类型也是float，如上所示，其默认值为0。Drag是阻碍物体做位移运动的，因此它的方向总是与物体移动方向相反，通过设置Drag的值，能达到羽毛和石头掉落的效果。
(3)Angular Drag(旋转阻力)：与Drag类似，旋转阻力也是用来阻碍物体运动的，而旋转阻力是用来阻碍物体旋转的。值类型是float，默认是0.05。
(4)Use Gravity(使用重力)：这个属性的值类型是bool类型，当勾选上后表示使用重力，Use Gravity的值为true。而当不勾选则不受重力，值为false。
(5)Is Kinematic(是否遵循运动学)：该属可用于表示物理遵循牛顿运动学定律，数据类型为bool，初始值为false，如果勾选上，表示该属性的值为true，只受脚本和动画的影响，默认为false，是可以收到物理约束的
(6)Interpolate(插值方式)：一般该属性默认就是None，由于物理计算和渲染不是同步，利用插值可以近似渲染的时间点，但这样有可能会产生一些轻微的抖动现象，建议在开发中对主要游戏对象设置插值就可以了。
(7)Collision Detection(碰撞检测模式)：有时候物体移动速度飞快，而碰撞的厚度又足够小，会产生击穿的现象。为了防止这个现象的产生，Unity提供了三种不同的碰撞检测模式。其中离散模式(Discrete)适用于静止或者速度较慢的物体，对于速度快、体积小的物体建议使用连续模式(Continuous)，被使用了连续检测的物体应该使用动态连续模式(Continuous Dynamic)。
(8)Constrains(约束条件)：一般情况，物体所有方向的位移或者旋转都是会受到物理世界的影响的。但是可以人为的控制各个方向的位移或者旋转的。
1.2 ：刚体常见方法以及属性使用

   为了获取和更改物体的运动状态，Unity3D还预留了多个变量接口，这些接口简化了对物体运动状态的处理，使得开发人员能够轻易地对物体的运动状态进行干预。进入到Rigidbody类中，查看其常见的数据成员。
   (1)角速度(angularVelocity)：表示刚体的角速度向量，其数据类型为Vector3，该变量的方向即为刚体旋转轴的方向，旋转方向遵循左手定则；该角速度的大小为向量的摸，单位为rad/s。非必要情况下，不建议对此变量进行过多的干预，直接修改该值会造成模拟不真实。具体操作见如下代码。
void Start () {
GetComponent<Rigidbody>().angularVelocity = Vector3.up;
}
   (2)位移速度(velocity)：表示物体的位移速度值。一般不建议去修改，同样是为了预防模拟失真情况出现。代码如下。
void Start () {
GetComponent<Rigidbody>().velocity = Vector3.up;
}
   (3)重心(centerOfMass)：通过调低物体的重心，可以使物体不易因其他物体的碰撞或作用力而倒下。若不对重心进行设置，Unity3D会对重心位置自动进行计算，其计算基础为物体所挂载的碰撞器。
void Start () {
GetComponent<Rigidbody>().centerOfMass = Vector3.up;
}
   (4)碰撞检测开关(detectCollisions)：用于表示物体是否能够与其他物体产生碰撞效应，默认是true，是可以与其他物体碰撞的。在实际开发中物体并不是时刻都需要进行碰撞检测的，此时可以通过设置该属性值，而不是直接移除掉刚体，因为移除一个刚体的效率远不如直接将碰撞检测开个直接设为false的效率高。如下代码：
void Start () {
GetComponent<Rigidbody>().detectCollisions = false;
}
   (5)惯性张量(inertiaTensor)：该变量用来描述物体转动惯量，其数据类型为Vector3。如果不对该值进行设置和干预，它将通过挂载在物体对象上的碰撞器组件自动进行计算。如下代码所示。
void Start () {
GetComponent<Rigidbody> ().inertiaTensor = Vector3.up;
}
   (6)惯性张量旋转值(inertiaTensorRotation)：该变量指物体张量的旋转值，其数据类型为Quaternion，即四元数。代码如下：
void Start () {
GetComponent<Rigidbody>().inertiaTensorRotation = Quaternion.identity;  (0f,0f,0f,1f)
}       (7)其他变量如最大角速度(maxAngularVelocity)、最大穿透速度(maxDepenetrationVelocity)、坐标(position)、旋转(rotation)、是否使用锥形摩擦(useConeFriction)，具体看如下代码：
void Start () {
GetComponent<Rigidbody>().maxAngularVelocity = 1.9f;//最大角速度，默认为7，不能为负数
GetComponent<Rigidbody>().maxDepenetrationVelocity = 2.0f;//最大穿透角速度，物体穿透时的临界角速度值
}
void Update () {
Debug.Log (GetComponent<Rigidbody>().position);//打印物体位置信息
Debug.Log (GetComponent<Rigidbody>().rotation);//打印物体角度

APSchmidt · 发表于 2021-11-28 12:06

刚体是否是默认所在物体的位置为质心？

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