Unity 3D定点数物理引擎实战系列（五）重构物理Entity架构 ...

BlaXuan · 发表于 2022-9-22 07:10

前言

上一节实战如何编译BEPUphysicsint源码到自己的项目, 如何整合物理引擎与Unity图形渲染。本节来从新调整设计,让物理的Entity基本操作与物理的形状分离,支持更多的物理形状,支持物理entity与Unity物体位移与旋转同步。主要分成以下3个部分:

对惹，这里有一个游戏开发交流小组，希望大家可以点击进来一起交流一下开发经验呀
PhyBaseEntity 设计
上一节课我们设计的PhyBoxEntity主要包含了两个部分，一个是Entity的物理形状的创建(这个与具体的形状有关),一个是物理Entity的基本功能，如位置,旋转同步，給Entity线性速度等。而且其它的形状的物理Entity,除了形状创建会不一样，其它基本一样，所以我们调整一下设计，把PhyBoxEntity与物理形状相关的代码放到PhyBoxEntity里面，与形状无关的物理Entity的基本功能，我们放到PhyBaseEntity里面，然后让具体的形状在扩展的时候继承PhyBaseEntity即可。合计架构如图所示:

接下来我们把上一节课的PhyBoxEntity与形状无关的数据与功能提取到PhyBaseEntity,PhyBoxEntity只保留形状相关的代码。与形状无关的数据部分:

phyEntity: 用的是所有Entity形状的基类，这样可以指向不同子类的具体实例,其它数据都是物理Entity通用的，都写道PhyBaseEntity里面。

同步物理Entity与Unity节点的位移与旋转
同时PhyBaseEntity实现了物理Entity与Unity节点同步的功能增加了位置+旋转。如代码所示:
public void AddSelfToPhyWorld() {
      if(this.phyEntity == null) {
         return;
      }

      BEPUPhyMgr.Instance.space.Add(this.phyEntity);
}

public void SyncPhyTransformWithUnityTransform() {
      if (this.phyEntity == null) {
         return;
      }

      // 位置
      Vector3 unityPos = this.transform.position;
      unityPos += this.center;
      this.phyEntity.position = ConversionHelper.MathConverter.Convert(unityPos);
      // end

      // 旋转
      Quaternion rot = this.transform.rotation;
      this.phyEntity.orientation = ConversionHelper.MathConverter.Convert(rot);
      // end
}

public void SyncUnityTransformWithPhyTransform() {
      if (this.phyEntity == null) {
         return;
      }

      // 位置
      BEPUutilities.Vector3 pos = this.phyEntity.position;
      Vector3 unityPosition = ConversionHelper.MathConverter.Convert(pos);
      unityPosition -= this.center;
      this.transform.position = unityPosition;
      // end

      // 旋转
      BEPUutilities.Quaternion rot = this.phyEntity.orientation;
      Quaternion r = ConversionHelper.MathConverter.Convert(rot);
      this.transform.rotation = r;
      // end
}

// 同步物理entity的位置到transform;
void LateUpdate() {
      if (this.phyEntity == null || this.isStatic) {
         return;
      }

      this.SyncUnityTransformWithPhyTransform();
}接口SyncUnityTransformWithPhyTransform: 从物理Entity同步到Unity节点
接口SyncPhyTransformWithUnityTransform: 从Unity节点同步到物理Entity
再来看调整后的PhyBoxEntity,就很简单了:
[RequireComponent(typeof(BoxCollider))]
public class PhyBoxEntity : PhyBaseEntity {

void Start() {
      BoxCollider box = this.gameObject.GetComponent<BoxCollider>();
      float width = box.size.x;
      float height = box.size.y;
      float length = box.size.z;

      this.center = box.center;
      this.phyMat = box.material;
      this.isTrigger = box.isTrigger;

      if (this.isStatic) {
         this.phyEntity = new BEPUphysics.Entities.Prefabs.Box(BEPUutilities.Vector3.Zero, (FixMath.NET.Fix64)width, (FixMath.NET.Fix64)height, (FixMath.NET.Fix64)length);
      }
      else {
         this.phyEntity = new BEPUphysics.Entities.Prefabs.Box(BEPUutilities.Vector3.Zero, (FixMath.NET.Fix64)width, (FixMath.NET.Fix64)height, (FixMath.NET.Fix64)length, (FixMath.NET.Fix64)this.mass);
      }

      this.AddSelfToPhyWorld();
      this.SyncPhyTransformWithUnityTransform();
}

}根据BoxCollider的数据创建Box的物理Entity, 同步到Unity节点的位置与旋转，并加入到物理世界。
编写其它形状的物理Entity
经过上面的调整以后，我们就很快的编写其它的形状，比如实现PhySphereEntity,
[RequireComponent(typeof(SphereCollider))]
public class PhySphereEntity : PhyBaseEntity
{
// Start is called before the first frame update
void Start() {
      SphereCollider sphere = this.gameObject.GetComponent<SphereCollider>();

      float radius = sphere.radius;

      this.center = sphere.center;
      this.phyMat = sphere.material;
      this.isTrigger = sphere.isTrigger;

      if (this.isStatic) {
         this.phyEntity = new BEPUphysics.Entities.Prefabs.Sphere(BEPUutilities.Vector3.Zero, (FixMath.NET.Fix64)radius);
      }
      else {
         this.phyEntity = new BEPUphysics.Entities.Prefabs.Sphere(BEPUutilities.Vector3.Zero, (FixMath.NET.Fix64)radius, (FixMath.NET.Fix64)this.mass);
      }

      this.AddSelfToPhyWorld();
      this.SyncPhyTransformWithUnityTransform();
}
}继承自PhyBaseEntity,同时根据SphereCollider组件来创建形状。
后续我们要給物理Entity线性速度，角速度都把接口写到PhyBaseEntity里面。
今天的物理Entity的设计调整就到这里了，关注我们，可以获取Unity BEPUphysint3D实战源码。
附：视频教程

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