Unity3D实践系列09, 物理引擎与碰撞检测

在Unity3D中，一个物体通常包含一个Collider和一个Rigidbody。Collider是碰撞体，一个物体是Collider，才可以进行碰撞检测。Collider组件中的"Is Trigger"属性项被勾选上时，这个物体就变成碰撞检测体。

物体有了Rigidbody组件,才会具备一些物理属性，比如重量、阻力、旋转阻力，等等。"Use Gravity"项表示是否有自然引力。"Is Kinematic"项表示是否被物理引擎所驱动，勾选上表示不受物理引擎所驱动。"Interpolate"项表示计算差值。"Collision Detection"项表示碰撞检测的频率，"Discrete"表示不连续检测，"Continuous"表示连续检测。

用脚本来控制组件

 

物理引擎是可以用脚本来控制的，现在用脚本来控制一些物理属性。

一个Cube已经有了"Box Collider"，没有"Rigidbody"组件，为其附加一个名称为"PhysicController"的脚本。

using UnityEngine;
using System.Collections;
[RequireComponent(typeof(Rigidbody))]
public class PhysicController : MonoBehaviour
{
    public Rigidbody rb;
    // Use this for initialization
    void Start ()
    {
        rb = gameObject.GetComponent<Rigidbody>();
    }
    
    // Update is called once per frame
    void Update () {
    
    }
}

这时，自动为Cube添加了一个"Rigidbody"组件。

现在，给物体添加一个力，通过Rigidbody的AddForce实例方法就可以实现。修改"PhysicController"脚本如下：

using UnityEngine;
using System.Collections;
[RequireComponent(typeof(Rigidbody))]
public class PhysicController : MonoBehaviour
{
    public Rigidbody rb;
    // Use this for initialization
    void Start ()
    {
        rb = gameObject.GetComponent<Rigidbody>();
        rb.AddForce(0,0,1,ForceMode.Impulse);
    }
    
    // Update is called once per frame
    void Update () {
    
    }
}

把当前"Rigidbody"的"Use Gravity"的勾选去掉。

保存运行游戏，"Scene"中的Cube会带着某种程度的力在z轴方向移动。

我们看到，在"PhysicController"脚本中用到了一个ForceMode枚举，该枚举的选项包括：Acceleration, Force, Impulse,VelocityChange。用"A"表示"Acceleration"，用"F"表示"Force"，用"I"表示"Impulse"，用"V"表示"VelocityChange"，用"M"表示物体，用"T"表示事件，之间的关系有2个：

F = M * A
I = F * T = M * V

当ForceMode的项选择是"Acceleration"时，一般放在FixedUpdate方法中。修改"PhysicController"脚本如下：

using UnityEngine;
using System.Collections;
[RequireComponent(typeof(Rigidbody))]
public class PhysicController : MonoBehaviour
{
    public Rigidbody rb;
    // Use this for initialization
    void Start ()
    {
        rb = gameObject.GetComponent<Rigidbody>();
        //rb.AddForce(0,0,1,ForceMode.Impulse);
    }
    
    // Update is called once per frame
    void Update () {
    
    }
    void FixedUpdate()
    {
        rb.AddForce(0, 0, 1, ForceMode.Acceleration);
    }
}

保存运行游戏，可以看到Cube是以加速度的方式在z轴方向平移，平移速度越来越快。

物体之间的碰撞检测关系

 

碰撞体的类型包括以下6个：

● Static Collider 静态碰撞器
● Rigidbody Collider 刚体碰撞器
● Kinematic Rigidbody Collider 运动学碰撞器
● Static Trigger Collider 静态触发碰撞器
● Rigidbody Trigger Collider 刚体触发碰撞器
● Kinematic Rigidbody Trigger Collider 运动学刚体触发碰撞器

这6类碰撞器碰撞关系如下，打勾表示可以发生碰撞。

可见，

● 静态碰撞器只和刚体碰撞器发生碰撞
● 去碰撞的一方必须有Rigidbody,被碰撞的一方是可以没有Rigidbody的
● 物体被勾选上触发器，才会调用OnTrigger方法

以下的打勾列举了触发发生的情况：

OnTrigger方法与OnCollision方法

OnTriggerEnter()当Collider进入trigger时调用
OnTriggerExit() 当Collider停止触发trigger时调用
OnTriggerStaty() 当Collider解除trigger时，将在每一帧被调用

OnCollisonEnter() 当collider/rigidbody触发另一个rigidbody/collider时被调用
OnCollisionExit() 当collider/rigidbody停止触发另一个rigidbody/collider时被调用
OnCollisionStay() 当collider/rigidbody触发另一个rigidbody/collider时，将在每一帧被调用