Unity 3D 刚体(Rigidbody)|| Unity 3D 刚体实践案例
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2024-04-20 10:19:43
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Unity 3D 中的 Rigidbody 可以为游戏对象赋予物理特性,使游戏对象在物理系统的控制下接受推力与扭力,从而实现现实世界中的物理学现象。

我们通常把在外力作用下,物体的形状和大小(尺寸)保持不变,而且内部各部分相对位置保持恒定(没有形变)的理想物理模型称为刚体。

刚体(Rigidbody)是物理引擎中最基本的组件。通过该组件可以给物体添加一些常见的物理属性,如质量、摩擦力、碰撞参数等。

Unity 3D 提供了多个实现接口,开发者可以通过更改这些参数来控制物体的各种物理状态。

刚体在各种物理状态影响下运动,刚体的属性包含:

  • Mass(质量)

  • Drag(阻力)

  • Angular Drag(角阻力)

  • Use Gravity(是否使用重力)

  • Is Kinematic(是否受物理影响)

  • Collision Detection(碰撞检测)

刚体添加方法

在 Unity 3D 中创建并选择一个游戏对象,执行菜单栏中的 Component → Physics → Rigidbody 命令为游戏对象添加刚体组件。

刚体选项参数

游戏对象一旦被赋予刚体属性后,其 Inspector 属性面板会显示相应的属性参数与功能选项,具体内容如下表所示。

参数含义描述
Mass质量物体的质量(任意单位)。建议一个物体的质量不要与其他物体 相差100倍。
Drag阻力当受力移动时物体受到的空气阻力。0表示没有空气阻力,极 大时使物体立即停止运动。
Angular Drag角阻力当受扭力旋转时物体受到的空气阻力。0表示没有空气阻力, 极大时使物体立即停止旋转。
Use Gravity使用重力该物体是否受重力影响,若激活,则物体受重力影响。
Is Kinematic是否是运动学游戏对象是否遵循运动学物理定律,若激活,该物体不再受物理 引擎驱动,而只能通过变换来操作。适用于模拟运动的平台或 者模拟由铰链关节连接的刚体。
Interpolate插值物体运动插值模式。当发现刚体运动时抖动,可以尝试下面的 选项:None(无),不应用插值;Interpolate(内插值),基于上一巾贞 变换来平滑本帧变换;Extrapolate(外插值),基于下一帧变换来 平滑本帧变换。
Collision Detection碰撞检测碰撞检测模式。用于避免高速物体穿过其他物体却未触发碰 撞。碰撞模式包括Discrete (不连续)、Continuous (连续)、 Continuous Dynamic (动态连续〉3种。其中,Discrete模式用来 检测与场景中其他碰撞器或其他物体的碰撞;Continuous模式 用来检测与动态碰撞器(刚体)的碰撞;Continuous Dynamic模式用来检测与连续模式和连续动态模式的物体的碰撞,适用于 高速物体。
Constraints约束对刚体运动的约束。其中,Freeze Position(冻结位置)表7TC刚体 在世界中沿所选HZ轴的移动将无效,Freeze Rotation(冻结 旋转)表示刚体在世界中沿所选的XYZ轴的旋转将无效。

Unity 3D 刚体实践案例 

刚体使物体符合现实中物理学定律进行运动,任何物体想要受重力影响,都必须包含一个刚体组件。

利用刚体类游戏组件,遵循万有引力定律,在重力作用下,物体会自由落下。

刚体组件还会影响到物体发生碰撞时产生的效果,使物体的运动遵循惯性定律,使其发生碰撞时在运动冲量作用下产生速度。

本案例旨在利用刚体测试重力效果以及碰撞后的交互效果。

案例设计

本案例在 Unity 3D 内创建一个简单的三维场景,场景内放有 Cube 和 PlanePlane 用于充当地面,Cube 用于刚体重力测试。

案例实施

  1. 新建项目,将场景命名为 Rigidbody

  1. 创建游戏对象。

执行 GameObject → 3D Object → Plane 命令,此时在 Scene 视图中出现了一个平面,在右侧的 Inspector 面板中设置平面位置(0,0,-5)。

  1. 创建游戏对象。

在菜单栏中执行 GameObject → 3D Object → Cube 命令,在右侧的 Inspector 面板中设置立方体的位置(0,5,0),按 F2 键可将其重新命名。

  1. 美化场景。

采用纹理贴图的方法将地面和立方体都贴上纹理。

首先,将资源图片放置在项目的根目录 Assets 下,Unity 3D 会自动加载资源。

然后分别选中立方体和平面,将对应的资源图片分别拖到立方体和平面上即可。

  1. 为立方体添加刚体属性。

选中立方体,然后执行菜单栏中的 Component→ Physics → Rigidbody 命令,当右侧的 Inspector 面板中出现了 Rigidbody 属性面板时,即为立方体添加了刚体属性。

  1. 进行初步测试。

置于半空中的立方体由于受到重力作用做自由落体运动,掉落到平面上。

  1. 复制游戏对象。

在 Hierarchy 视图中,选中 Cube1 后按 Ctrl+D 键复制立方体 Cube2 并将其摆放于场景中,在 Inspector 面板中设置新复制的立方体的位置属性(0.4,0.5,0),按此方法再复制一个立方体 Cube3 斜放于 Cube2 上,设置 Cube3 的位置为(0,1.5,0)。

  1. 执行菜单栏的 Component → Physics → Rigidbody 命令为每一个立方体添加刚体属性。

  1. 再次测试。

最上方立方体进行自由落体运动,撞击到地面,盒子发生倒塌。

  1. 创建 JavaScript 脚本文件,输入下列代码:

 
  1. var speed=10;
  2. function OnMouseDrag(){
  3. transform.position+=Vector3.right*Time.deltaTime*Input.GetAxis("MouseX")*speed;
  4. transform.position+=Vector3.up*Time.deltaTime*Input.GetAxis("Mouse Y")*speed;
  5. }

  1. 将脚本分别连接到 3 个立方体上。

  1. 进行最终测试。

本案例世间目标达成。

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