Unity物理系统（一）物理系统相关组件

灰太狼 2023-09-23 13:14 17阅读 0赞

## 一、物理系统相关组件 ##

Unity中的物理系统涉及的组件分为如下几类：

*  **刚体**
 *  **角色控制器**
 *  **碰撞体**
 *  **布料**
 *  **关节**
 *  **力场**  
    ![1fab8f0039f23b9b59df2ee9ade9fd0d.png][]

## 二、刚体（Rigidbody） ##

Rigidbody（刚体）组件可以使游戏对象在物理系统的控制下进行运动，Rigidbody 可接受外力与扭矩力，用以保证游戏对象像在真实世界中那样进行运动。任何游戏对象只有添加了Rigidbody 组件之后才能受到重力的影响，通过脚本为游戏对象添加的作用力以及通过 NVIDIA物理引擎与其他的游戏对象发生互动的运算都需要游戏对象添加 Rigidbody 组件。

![a788885e8e6088da9065460e62b84e0c.png][]

Rigidbody组件的属性如下：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>属性</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Mass</td> 
   <td>质量</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Drag</td> 
   <td>阻力。指物体受力运动时受到的空气阻力</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Angular Drag</td> 
   <td>角阻力。指物体受力旋转时受到的阻力</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Use Gravity</td> 
   <td>是否启用重力</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Is Kinematic</td> 
   <td>是否开启动力学。如果开启，则游戏物体不再受物理引擎影响，只能通过Transform控制</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Interpolate</td> 
   <td>插值。用来控制刚体运动时的抖动情况。包括如下选项：「None」没有插值；「Interpolate」内插值，基于前一帧的Transform平滑此次Transform；「Extrapolate」外插值，基于下一帧的Transform平滑此次Transform</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Collision Detection</td> 
   <td>碰撞检测模式。包括如下选项：「Discrete」离散碰撞检测；「Continuous」连续碰撞检测；「Continuous Dynamic」连续动态碰撞检测；「Continuous Speculative」连续推断碰撞检测</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Constraints</td> 
   <td>约束。「Freeze Position」冻结指定轴向的位移；「Freeze Rotation」冻结指定轴向的旋转</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 2.1 关于碰撞检测模式（Collision Detection） ###

Rigidbody组件内置了四种碰撞检测模式，官方的解释有些晦涩，这里借用一张贴吧大佬的图（[原帖地址][Link 1]）。图中箭头指的是采用A模式的物体撞击采用B模式的物体，箭头中间的值表示两个物体碰撞时实际采用的检测模式。  
![f3075c5b12da26d279be8dad281d72dd.png][]

比如说采用了「Continuous」模式的物体，撞击不带刚体的物体（也就是图中的Static），最终将采用「Continuous」模式进行碰撞检测。而如果两个采用「Continuous」模式的物体相撞，则会采用「Discrete」模式进行检测。

对于离散碰撞检测（Discrete），因为是以帧为单位进行检测，所以如果遇到高速移动的物体A，在上一帧还在B物体的外侧，而下一帧就已经穿过A到达另一侧，就会出现碰撞检测没有触发的情况。因此才有了两种连续碰撞检测模式。其中连续碰撞检测（Continuous）适用于**可能被高速对象撞击的对象**，连续动态碰撞检测（Continuous Dynamic）适用于**可能发生碰撞的高速对象**。

需要注意：

*  连续碰撞检测会增加额外的性能消耗，因此在没有相应需求的情况下不要使用。
 *  只有盒型碰撞体、球形碰撞体和胶囊碰撞体支持连续碰撞检测。

连续推断碰撞检测（Continuous Speculative）是一种新增的碰撞检测模式，它相对于前两种连续碰撞检测更加节省性能，但也可能会导致穿隧效应和幽灵碰撞。详情可以查看[官方文档][Link 2]

### 2.2 通过刚体控制角色移动 ###

一种是通过设置刚体的线速度和角速度实现角色移动

private void FixedUpdate()
    {
        
    	var horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
    	var vertical = Input.GetAxis("Vertical");
    
    	// 设置线速度
    	_rigidbody.velocity = transform.forward * (vertical * moveSpeed);
    	// 设置角速度
    	_rigidbody.angularVelocity = transform.up * (horizontal * rotateSpeed);
    }

效果如下  
![8e13bae0779069a367ab59701e2f5b2f.gif][]

另一种是通过`MovePosition()`和`MoveRotation()`方法控制

private void FixedUpdate()
    {
        
    	var horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
    	var vertical = Input.GetAxis("Vertical");
    
    	// 控制位移
    	_rigidbody.MovePosition(transform.position+transform.forward * (vertical * moveSpeed*Time.deltaTime));
    	// 控制旋转
    	_rigidbody.MoveRotation(transform.rotation*Quaternion.Euler(transform.up * (horizontal * rotateSpeed*Time.deltaTime)));
    }

效果如下  
![a1231a4008b29049cc3ed779dcb71fb4.gif][]

## 三、角色控制器（Character Controller） ##

Character Controller（角色控制器）主要用于对第三人称或第一人称游戏主角的控制，并不使用刚体物理效果。

![6f66df2decd10c63fdccbcfbbb76ac74.png][]

Character Controller组件的属性如下：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>属性</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Slope Limit</td> 
   <td>坡度限制。游戏物体可以爬上度数小于等于该参数的斜坡</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Step Offset</td> 
   <td>台阶高度。游戏物体可以爬上高度小于等于该参数的台阶</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Skin Width</td> 
   <td>皮肤厚度。决定了两个碰撞体可以相互渗入的深度，建议设置为半径的10%</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Min Move Distance</td> 
   <td>最小移动距离。如果游戏对象的移动距离小于这个值，则不会移动</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Center</td> 
   <td>用来调整胶囊碰撞体与游戏物体的相对位置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Radius</td> 
   <td>胶囊碰撞体的半径</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Height</td> 
   <td>胶囊碰撞体的高度</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

需要注意的是**Character Controller 组件不会对施加给它的作用力做出反应，也不会作用于其他的刚体。**  
当我们给角色挂载「Rigidbody」时，是可以将前方的方块撞开的  
![1fbeb629e5ba35c9a096ebeaeb233f39.gif][]  
如果挂载的是「Character Controller」则不会对方块产生任何效果  
![18670f0eb31fda71a2f22078b2105476.gif][]

如果希望在挂载「Character Controller」的情况下，对撞击的物体产生力的作用，可以通过`OnControllerColliderHit()`函数对其施加一个作用力

private void OnControllerColliderHit(ControllerColliderHit hit)  
    {
          
    	if (hit != null && hit.gameObject.name=="Cube")
    	{
        
    		hit.rigidbody.AddForce(hit.point*500);
    	}
    }

效果如下  
![afacecb1848bf407c2a880b741eba2bf.gif][]

附上通过「Character Controller」控制物体移动的代码

private void FixedUpdate()
    {
        
    	var horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
    	var vertical = Input.GetAxis("Vertical");
    
    	_controller.Move(transform.forward * (moveSpeed * vertical * Time.deltaTime));  
    	transform.Rotate(Vector3.up * (rotateSpeed * horizontal * Time.deltaTime));
    }

## 四、碰撞体（Collider） ##

碰撞体是物理组件中的一类，3D 物理组件和 2D 物理组件有独立的碰撞体组件，它要与刚体一起添加到游戏对象上才能触发碰撞。如果两个刚体相互撞在一起，除非两个对象有碰撞体时物理引擎才会计算碰撞。在物理模拟中，没有碰撞体的刚体会彼此相互穿过。

### 4.1 基本碰撞体 ###

Unity内置的基本碰撞体包括**盒型碰撞体（Box Collider）、球形碰撞体（Sphere Collider）和胶囊碰撞体（Capsule Collider）。** 这三种碰撞体的属性基本相同，这里以「Box Collider」为例简单说明  
![a17038737026d12671903f2655e66d5a.png][]

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>属性</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Edit Collider</td> 
   <td>编辑碰撞体</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Is Trigger</td> 
   <td>触发器。勾选后碰撞体可用于触发事件，并失去物理效果</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Material</td> 
   <td>材质。采用不同的物理材质类型决定了碰撞体与其他对象的交互形式。如冰面摩擦力较小，弹球富有弹性等</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Center</td> 
   <td>碰撞体的相对位置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Size</td> 
   <td>碰撞体的大小</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 4.2 网格碰撞体（Mesh Collider） ###

网格碰撞体通过获取物体上的网格来构建碰撞体。优点是构建出的碰撞体非常精细，缺点是更加消耗性能。  
![321f0322f68fa2f3644dc296db425d3b.png][]

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>属性</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Convex</td> 
   <td>两个<strong>网格碰撞体</strong>都不开启该选项时，它们之间无法发生碰撞。任何一方开启该选项，就可以发生碰撞。如果不开启该选项，物体的刚体必须开启「isKinematic」选项。另外，只有当网格三角形数量少于255时，该选项才会生效</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Cooking Options</td> 
   <td>物理引擎对网格的处理方式。「Cook for Faster Simulation」启用时，物理引擎会做一些额外步骤，确保烘焙出的网格在运行时是最优的。如果禁用，则会选择最快速的烘焙方式。这样得出的网格不一定最优；「Enable Mesh Cleaning」启用时清理网格上的退化三角形<span><span><span> 1 ^1 </span><span><span><span style="height: 0.8141em;"></span><span><span></span><span><span><span><span style="height: 0.8141em;"><span style="top: -3.063em; margin-right: 0.05em;"><span style="height: 2.7em;"></span><span><span>1</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span>及一些几何构件，使碰撞检测更精确；「Weld Colocated Vertices」启用后合并相同位置的顶点</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

①退化三角形：面积为0的三角形。满足下列条件之一的三角形即可称为退化三角形：三个内角的度数为 (180°,0°,0°) 或 (90°,90°,0°)；三边其中一条边的长度为0；一条边的长度等于另外两条之和。

### 4.3 车轮碰撞体（Wheel Collider） ###

车轮碰撞体是一种针对地面车辆的特殊碰撞体。它有内置的碰撞检测、车轮物理系统及有滑胎摩擦的参考体。除了车轮，该碰撞体也可用于其他的游戏对象。参数比较专业，具体各项参数的意义可以查看[官方文档][Link 3]  
![151816f6ce8a308b248b05e5ddfcf499.png][]

### 4.4 地形碰撞体（Terrain Collider） ###

地形碰撞体就是专为地形构建的碰撞体。  
![a2096eb675359a0e61132c75aa275b6b.png][]

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>属性</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Material</td> 
   <td>材质</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Terrain Data</td> 
   <td>地形数据。采用不同的地形数据决定了地形的外观</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Enable Tree Colliders</td> 
   <td>开启树的碰撞体。开启后地形上的树也会开启碰撞体</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 4.5 物理材质 ###

前面提到的大部分碰撞体都具有「Material」这一属性，即物理材质。物理材质用于调整碰撞物体的摩擦和弹跳效果。我们可以通过右键「Create->Physic Material」进行创建。  
![9c1c20ec0cbab6b2fc5c39d702ba0455.png][]

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>属性</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Dynamic Friction</td> 
   <td>滑动摩擦系数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Static Friction</td> 
   <td>静摩擦系数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Bounciness</td> 
   <td>弹性系数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Friction Combine</td> 
   <td>两个碰撞体之间的摩擦混合方式。「Average」取均值；「Minimum」取最小值；「Maximum」取最大值；「Multiply」取乘积</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Bounce Combine</td> 
   <td>两个碰撞体之间的弹性混合方式。选项同上</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

需要注意，假如两个接触的碰撞体设置了不同的混合方式，则会按照下面的优先级取值：  
Average<Minsmum<Multiply<Maximum

## 五、布料组件 ##

布料组件可以模拟类似布料的行为状态，如飘动的旗帜、角色身上的衣服等。布料组件需要「Skinned Mesh Renderer」（蒙皮网格渲染器）和「Cloth」组件协同运作。

### 5.1 蒙皮网格渲染器 ###

![78f7df4d8b97b7316af1fe6b53001a64.png][]

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>属性</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Bounds</td> 
   <td>设置网格范围</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Quality</td> 
   <td>品质。定义蒙皮时每个顶点使用的最大骨骼数量，数量越多，渲染质量越高</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Update When Offscreen</td> 
   <td>蒙皮网格自动更新。如果启用，即使没有摄像机观察，Skinned Mesh也会更新；如果禁用，没有摄像机观察时，动画就会停止运行</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Mesh</td> 
   <td>网格。指定对象使用的网格渲染器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Root Bone</td> 
   <td>指定骨骼的根节点</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Cast Shadows</td> 
   <td>投射阴影</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Receive Shadows</td> 
   <td>接收阴影</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Light Probes</td> 
   <td>设置渲染器如何从光照探针系统接收光照数据。可以参考官方文档：<a href="https://docs.unity3d.com/cn/current/Manual/LightProbes.html" rel="nofollow">传送门</a>。「Off」不使用任何插值的光照探针；「Blend Probes」使用一个插值的光照探针；「Use Proxy Volume」使用插值光照探针的3D网格；「Custom Provided」渲染器从MaterialPropertyBlock中提取光照探针着色器的统一值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Reflflection Probes</td> 
   <td>设置渲染器如何从反射探针系统接收反射数据。可以参考官方文档：<a href="https://docs.unity3d.com/cn/current/Manual/ReflectionProbes.html" rel="nofollow">传送门</a>。「Off」禁用反射探针，使用一个天空盒进行反射；「Blend Probes」只混合反射探针；「Blend Probes and Skybox」混合反射探针之间或反射探针与天空盒；「Simple」启用反射探针，但当有两个重叠的网格时，反射探针不会发生混合</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Anchor Override</td> 
   <td>当使用光照探针和反射探针时，用来确定插值位置的Transform</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Skinned Motion Vectors</td> 
   <td>开启会使用双缓冲网格蒙皮数据，这样Unity就可以对蒙皮运动进行插值，并将其导入运动矢量纹理。这可以得到更正确的运动矢量，但会占用更多显存</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Dynamic Occlusion</td> 
   <td>动态遮挡。开启后，当渲染器被静态遮挡物挡住时，Unity会剔除该渲染器，否则不会剔除</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 5.2 布料 ###

Cloth组件为模拟织物提供基于物理的解决方案。它必须与蒙皮网格渲染器一起工作。  
![1938c60724b794496bf2911ecd68be76.png][]

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>属性</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Stretching Stiffness</td> 
   <td>抗拉伸程度，数值越大越不容易拉伸</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Bending Stiffness</td> 
   <td>抗弯曲程度，数值越大越不容易弯曲</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Use Tethers</td> 
   <td>启用限制。防止布料粒子远离固定点，有助于减少过度拉伸</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Use Gravity</td> 
   <td>启用重力</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Damping</td> 
   <td>布料的运动阻尼</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>External Acceleration</td> 
   <td>应用到布料身上的外部加速度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Random Acceleration</td> 
   <td>应用到布料身上的随机外部加速度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>World Velocity Scale</td> 
   <td>世界速度比例。决定了角色在世界空间中的运动对布料顶点的影响。数值越大反应越剧烈</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>World Acceleration Scale</td> 
   <td>世界加速度比例。决定了角色在世界空间中的加速度对布料顶点的影响。数值越大反应越剧烈</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Friction</td> 
   <td>摩擦系数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Collision Mass Scale</td> 
   <td>碰撞粒子的质量大小</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Use Continuous Collision</td> 
   <td>使用连续碰撞检测提高碰撞稳定性</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Use Virtual Particles</td> 
   <td>每个三角形添加一个虚拟粒子，从而提高连续碰撞的稳定性</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Solver Frequency</td> 
   <td>解算器每秒迭代次数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Sleep Threshold</td> 
   <td>布料的睡眠阈值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Capsule Colliders</td> 
   <td>与布料发生碰撞的胶囊碰撞体列表</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Sphere Colliders</td> 
   <td>与布料发生碰撞的球形碰撞体列表</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Virtual Particles Weights</td> 
   <td>虚拟粒子权重。通过设置虚拟粒子的数量和每个粒子的权重提高碰撞稳定性</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

布料不响应场景中的任何碰撞体，也不会将力反射回世界。添加 Cloth 组件后，该组件完全不会响应和影响任何其他实体。因此在手动将碰撞体从世界添加到 Cloth 组件之前，布料和世界无法识别或看到彼此。即使执行了此操作，模拟仍是单向的：布料可以响应实体，但不会反向施力。

此外，只能对布料使用三种类型的碰撞体：球体、胶囊体以及使用两个球形碰撞体构造而成的圆锥胶囊碰撞体。之所以存在这么多限制是为了帮助提高性能。

## 六、关节组件（Joint） ##

关节组件用来模拟物体与物体之间的连接关系，必须依赖于刚体组件。

### 6.1 铰链关节（Hinge Joint） ###

铰链关节将两个刚体组合在一起，对刚体进行约束，让它们就像通过铰链连接一样移动。铰链关节非常适合用于门，但也可用于模拟链条、钟摆等对象。  
![04ec08563f03e15da1cd4a44684b20cc.png][]

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>属性</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Connected Body</td> 
   <td>连接刚体。该项用于为关节指定要连接的刚体，若不指定则该关节将与世界连接</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Connected Articulation Body</td> 
   <td>连接接合体</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Anchor</td> 
   <td>锚点。刚体可围绕锚点进行摆动</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Axis</td> 
   <td>轴。定义了刚体摆动的方向</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Auto Confifigure Connected Anchor</td> 
   <td>自动设置连接锚点。勾选该项，连接锚点会自动设置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Connected Anchor</td> 
   <td>连接锚点。当 Auto Confifigure Connected Anchor 项开启时，该项会自动设置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Use Spring</td> 
   <td>使用弹簧。勾选该项，则弹簧会使刚体与其连接的主体形成一个特定的角度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Spring</td> 
   <td>弹簧力。该项用于设置推动对象使其移动到相应位置的作用力、</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Damper</td> 
   <td>阻尼。该项用于设置对象的阻尼值，数值越大则对象移动得越缓慢</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Target Position</td> 
   <td>目标角度。该项用于设置弹簧的目标角度，弹簧会拉向此角度，以度为测量单位</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Use Motor</td> 
   <td>使用马达。勾选该项，马达会使对象发生旋转</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Target Velocity</td> 
   <td>目标速度。该项用于设置对象预期将要达到的速度值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Force</td> 
   <td>作用力。该项用于设置为了达到目标速度而施加的作用力</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Free Spin</td> 
   <td>自由转动。勾选该项，则马达永远不会停止，旋转只会越转越快</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Use Limits</td> 
   <td>使用限制。勾选该项，则铰链的角度将被限定在最大值和最小值之间</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Min</td> 
   <td>最小值。该项用于设置铰链能达到的最小角度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Max</td> 
   <td>最大值。该项用于设置铰链能达到的最大角度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Bounciness</td> 
   <td>当对象达到了最小或最大停止限制时对象的反弹力大小</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Bounce Min Velocity</td> 
   <td>造成连接体反弹的最小速度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Contact Distance</td> 
   <td>极限接触距离。在距离极限位置的接触距离内，接触将持续存在以免发生抖动</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Break Force</td> 
   <td>断开力。该项用于设置铰链关节断开的作用力</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Break Torque</td> 
   <td>断开扭矩。该项用于设置断开铰链关节所需要的扭矩</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Enable Collision</td> 
   <td>激活碰撞。若勾选该项，则关节之间也会检测碰撞</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Enable Preprocessing</td> 
   <td>启用预处理。禁用预处理有助于稳定无法执行的配置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Mass Scale</td> 
   <td>质量的缩放值。该项用于设置关节自身刚体的质量缩放值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Connected Mass Scale</td> 
   <td>连接刚体的质量缩放值。该项用于设置关节连接的刚体的质量缩放值</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

下面来通过铰链组件实现开关门的效果。首先创建出门和门框的模型，都挂载上刚体。给门挂载「Hinge Joint」组件，将其「Connected Body」属性指定为门框。然后将锚点个轴移动到门框所在位置  
![b9eee269a8fac9dec95689768013a488.png][]

接下来给门创建一个脚本，当鼠标点击时给予门一个力

private void OnMouseDown()
    {
        
    	_rigidbody.AddForce(transform.forward*100);
    }

运行游戏看下效果  
![b3208e52fe0699786c0e1c7247390bad.gif][]

可以看到，门虽然打开了，但会一直转下去。这时「Spring」和「Limits」部分的属性就派上了用场。首先启用「Use Spring」，并增加「Damper」的数值，以提供阻力。然后再启用「Use Limits」，设置最大旋转角度「Max」为120，设置弹性「Bounciness」为0.5。  
![5347ddac17ab862c701e2be7936e9465.png][]

运行再看下效果  
![ef3b9ad0ee928008910b30c5cb22ec79.gif][]

### 6.2 固定关节（Fixed Joint） ###

固定关节组件用于约束一个游戏对象对另一个游戏对象的运动。类似于对象的父子关系，但它是通过物理系统来实现而不像父子关系通过 Transform 属性来进行约束。其属性在之前的铰链关节中都可以找到，这里不再赘述。  
![b4ef4b0a6cbd6216c7e0ed3f7ed1e010.png][]

固定关节就像是在两个物体之间连接了一根木杆。这里我们使用两个球体进行简单演示。首先创建一大一小两个球体，并都挂载上刚体。大球的刚体设置冻结位置，小球不做调整。然后在小球上添加固定关节，并连接到大球上。为了看清楚大球的转动情况，这里给大球添加了一个贴图  
![5f9cb944563b9c77119478c44d13b148.png][]

给小球添加一个鼠标点击时施加力的脚本

private void OnMouseDown()
    {
        
    	var ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
    	_rigidbody.AddForce(ray.direction*Force);
    }

运行游戏看下效果  
![0fc2eb8b2151d920bd068e481d5a4c30.gif][]

### 6.3 弹簧关节（Spring Joint） ###

弹簧关节组件可将两个刚体连接在一起，使其像连接着弹簧那样运动。  
![024fce0732167d7620ee057597fa6a92.png][]

它的效果很好理解，这里不再详述  
![a84e67c604a5ae999248c136fcc4aa57.gif][]

角色关节（Character Joint）和可配置关节（Configurable Joint）没有使用过，可以参考官方文档：[角色关节][Link 4]、[可配置关节][Link 5]

## 七、力场组件（Constant Force） ##

力场可以为刚体快速添加恒定作用力，适用于类似火箭发射出来的对象，这些对象在起初并没有很大的速度但是在不断地加速的。  
![26cf11babc40cbf812d0cfa3098d6a20.png][]

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>属性</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Force</td> 
   <td>用于设定物体在世界坐标系中受到的力</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Relative Force</td> 
   <td>用于设定物体在物体局部坐标系中受到的力</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Torque</td> 
   <td>用于设定物体在世界坐标系中受到的扭矩力</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Relative Torque</td> 
   <td>用于设定在物体局部坐标系中受到的扭矩力</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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[Link 1]: https://tieba.baidu.com/p/2741418294?red_tag=0902816415
[f3075c5b12da26d279be8dad281d72dd.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f3075c5b12da26d279be8dad281d72dd.png
[Link 2]: https://docs.unity3d.com/cn/current/Manual/ContinuousCollisionDetection.html
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[Link 3]: https://docs.unity3d.com/cn/current/Manual/class-WheelCollider.html
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[Link 4]: https://docs.unity3d.com/cn/current/Manual/class-CharacterJoint.html
[Link 5]: https://docs.unity3d.com/cn/current/Manual/class-ConfigurableJoint.html
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