《Unity_API解析》 第十章 Rigidbody类

Posted 2020-08-14 Colve

Rigidbody类的功能是用来模拟GameObject对象在现实世界中的物理特性，包括重力、阻力、质量、速度等。对Rigidbody对象属性的赋值代码通常放在脚本中的OnFixedUpdate方法中。

 

Rigidbody类实例属性

collisionDetectionMode属性：碰撞检测模式

public CollisionDetectionMode collisionDetectionMode{get; set;}

此属性用于设置刚体的碰撞检测模式，刚提的碰撞检测模式有三种，即枚举类型CollisionDetectionMode的3个值。

Discrete：静态离散检测模式，系统默认设置。此模式下，只有在某一帧中两物体的碰撞器发生重叠时才能被检测到，这样可能会发生穿越现象。

Continuous：静态连续检测模式，一般用在高速运动刚体的目标碰撞体上，防止被穿越，检测强度比Discrete更高。

ContinuousDynamic：最强的连续动态监测模式，一般用在两个高速运动的物体上，防止互相穿越，其计算消耗最大，一般情况慎用。

无论哪种检测模式，都有可能被穿越，为了防止穿透现象的发生，除了设置其碰撞检测模式歪，还要适当增加两物体碰撞器的厚度，一般不小于0.1，同时减量降低两物体碰撞时的相对速度。

 

drag属性：刚体阻力

public float drag{get; set;}

此属性用于给刚体添加一个阻力，drag值越大刚体速度减慢得越快，当drag>0时，刚体在增加到一定速度后会匀速移动。

 

inertiaTensor属性：惯性张量

此属性用于设置刚体的惯性张量，在距离找那个重心同等的条件下，刚体会向张量值大的一边倾斜。

 

mass属性：刚体质量

public float mass{get; set;}

此属性用于设置或返回刚体的质量，一般取值在0.1附近模拟最佳，最大不要超过10，否则容易出现模拟不稳定的情况。

 

velocity属性：刚体速度

public Vector3 velocity{get; set;}

此属性用于设置或返回刚体的速度值。

在脚本中无论给刚体赋予一个Vector3类型的速度变量v，还是获取当前刚体的速度v，v的方向都是相对世界坐标系而言的。

velocity的单位是米每秒。米是Unity中默认的长度单位。

 

Rigidbody类实例方法

AddExplosionForce方法，模拟爆炸力

public void AddExplosionForce(float explosionForce, Vector3 explosionPosition, float explosionRaduce);

public void AddExplosionForce(float explosionForce, Vector3 explosionPosition, float explosionRaduce, float upwardsModifier);

public void AddExplosionForce(float explosionForce, Vector3 explosionPosition, float explosionRaduce, float upwardsModifier, ForceMode mode);

参数explosionForce为爆炸点增加的力的大小，参数explosionPosition为爆炸点坐标（相对世界坐标系），参数explosionRadius为爆炸作用力有效半径，参数upwardsModifier为爆炸力作用点在y轴方向上的偏移，参数mode为爆炸力的作用模式，默认为ForceMode.force。

 

AddForceAtPositon方法：增加刚体点作用力

public void AddForceAtPostion(Vector3 force, Vector3 position);

public void AddForceAtPosition(Vector3 force, Vector3 position, ForceMode mode);

参数force为扭矩向量，参数position为作用点坐标值，参数mode为力的作用方式。

此方法用于为参数position点增加一个力force，其参考坐标系为世界坐标系，作用方式为mode，默认值为ForceMode.Force。

 

AddTorque方法：刚体添加扭矩

public void AddTorque(Vector3 torque);

public void AddTorque(Vector3 torque, ForceMode mode);

 

public void AddTorque(float x, float y, float z);

public void AddTorque(float x, float y, float z, ForceMode mode);

参数torque为扭矩向量，参数mode为力的作用方式。

此方法用于给刚体添加一个扭矩torque，扭矩的作用力方式由mode决定。

 

ClosestPointOnBounds方法：爆炸点到刚体最短距离

public Vector3 ClosestPointOnBounds(Vector3 position);

 

GetPointVelocity方法：刚体点速度

public Vector3 GetPointVelocity(Vector3 worldPoint);

其中参数worldPoint为世界坐标系的点坐标。

此方法用于获取世界坐标系中worldPoint点在刚体局部坐标系中的速度，速度的计算会受刚体角速度的影响。

 

GetRelativePointVelocity方法：刚体点相对速度

public Vector3 GetRelativePointVelocity(Vector3 relativePoint);

参数为刚体自身坐标系中的点坐标。

此方法用于获取刚体自身坐标系中某一点的速度，速度的计算会受刚体角速度的影响。

 

MovePosition方法：刚体位置移动

public void MovePosition(Vector3 position);

其中参数为刚体组件要移动到的位置坐标。

此方法用于对刚体的位置进行移动，通常用在刚体失去动力学模拟的情况下，即isKinematic为true时。

类似方法有MoveRotation。

 

Sleep方法：刚体休眠

此方法可使刚体进入休眠状态，且休眠至少一帧。

 

WakeUp方法：唤醒刚体

public void WakeUp();

此方法用于将刚体从休眠状态唤醒。要将刚体从休眠状态唤醒，除了调用WakeUp方法外，还有发生以下4种情况时。

其他刚体与休眠的刚体发生了碰撞。

使用关节连接的其他刚体发生了移动。

刚体的属性发生了改变。

给休眠中的刚体施加了一个外力。

 

SweepTest方法：探测碰撞器。

public bool SweepTest(Vector3 direction, out RaycastHit hitInfo);

public bool SweepTest(Vector3 direction, out RaycastHit hitInfo, float distance);

参数direction为探测方向，参数distance为有效探测距离，默认为无穷大。

此方法用于检测在刚体的direction方向是否有碰撞器对象，且对象的有效探测距离不大于distance。

 

SweepTestAll方法：探测碰撞器

public RaycastHit[] SweepTestAll(Vector3 dorection);

public RaycastHit[] SweepTestAll(Vector3 dorection, float distance);

此方法用于探测刚体的direction方向的distance距离内是否含有碰撞器并返回所有探测到的物体的RaycastHit。

 

注解：

useGravity属性用来确定刚体是否接受重力加速度的感应。

isKinematic属性用来确定刚体是否接受动力学模拟，此影响不仅包括重力感应，还包括质量、速度、阻力等的物理模拟。

 

在Rigidbody类中，mass、density和scale3个API之间关系紧密。

若在脚本中未使用Rigidbody、SetDensity（density：float）方法设置刚体的密度，则刚体的质量mass值为在Inspector面板中Mass的大小，此时mass与Transform中的scale大小无关。

若在脚本中使用Rigidbody，SetDensity（density：float）方法设置了刚体的密度，则刚体的质量为mass = density * scale.x * scale.y * scale.z，而与Inspector面板中Mass的设置大小无关。

若在脚本中既设置了密度Density，又设置了质量mass，则刚体世纪质量值要看脚本中代码执行的前后次序，后者有效。

当两物体发生碰撞时，遵循动量守恒定力，即m1 * v1 + m2 * v2 = （m1 + m2） * v。

 

ForceMode为枚举类型，用来控制力的作用方式，有4个枚举成员。

ForceMode.Force:默认方式，使用刚体的质量计算，以每帧间隔时间为单位计算动量。

ForceMode.Acceleration：在此种作用方式下，会忽略刚体的实际质量而采用默认值1.0f，时间间隔以系统帧频间隔计算。

ForceMode.Impulse：此种方式采用瞬间力作用方式，即把t的值默认为1，不再采用系统的帧频间隔。

ForceMode.VelocityChange：此种作用方式下将忽略刚体的实际质量，采用默认质量1.0，同时也忽略系统的实际帧频间隔，采用默认间隔1.0。