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主要内容

• 2D Physics Overview

2D物理引擎概述

• Rigidbody 2D

2D刚体组件

• Collider 2D

2D碰撞体组件

• Hinge Joint 2D

2D铰链关节组件

• Distance Joint 2D

2D距离关节组件

• Spring Joint 2D

2D弹簧关节组件

• Area Effector 2D

2D区域效果器

• Point Effector 2D

2D点效果器

 

2D Physics Overview

2D物理引擎概述

1）Unity有两套物理引擎，一套是3D，一套是2D。这两套系统由完全不同的组件来执行，它们有可比性（Comparable），但是并不兼容（Compatible）（有的说可兼容，可能理解不同吧）。3D物理和2D物理能存在于同一场景中，但彼此之间不会交互。2D物理引擎中所有物体的交互都发生在z轴坐标为0的平面上。

 

2）2D物理引擎有一些项目级别的设置，通过Edit/Project Settings/Physics 2D打开。设置中的参数包括重力的方向和大小、默认材质、层间碰撞矩阵等等。*（应该是要另外找了）

 

3）2D物理引擎中一个重要的组件叫作rigidbody 2D，对游戏对象添加这个组件可以使它处在2D物理引擎的控制当中。rigidbody 2D组件与碰撞体组件一起进行碰撞检测能接受力和力矩，处理各种类型的关节及其他特殊类型的2D物理行为。

rigidbody 2D组件显示了其所在游戏对象的物理属性，其中包括质量、线性阻力、角阻力、重力比例及其他属性。

如果给对象添加碰撞体（collider）组件，它就可以参与物理碰撞和触发器事件。

 

4）一个对象添加rigidbody 2D组件后，可以使用一些joint 2D（2D关节类型）组件，进而参与更复杂的物理行为，比如（铰链）链接、弹簧、滑动、连接（配对）。2D关节组件允许游戏对象以场景内某个点或某个游戏对象为锚点，并对此锚点做出物理反应。

 

5）碰撞体组件的材质有两个参数可以控制摩擦系数（friction）和弹性系数（bounce）。

 

Rigidbody 2D

2D刚体组件

1）2D刚体组件允许游戏对象在2D物理引擎的影响下发生运动，游戏必须同时拥有一个2D碰撞体组件时才能与场景中的其他对象发生交互。

 

2）质量、线性阻力、角阻力、重力比例这个几个属性应该不用解释了吧。质量越大，惯性越大，重力比例越小，受重力影响越小。

 

3）Fixed Angle：选中后物体会受重力影响，但不会因为运动发生旋转或滚动。

 

4）Is Kinematic（运动学）：选中后物体会被认为是运动学刚体，不受重力或碰撞的影响，保持由脚本或动画控制的运动。如果运动学刚体需要和其他物体发生交互，就要添加碰撞体组件。

 

5）Interpolate（插入）：平滑游戏对象的运动。当游戏对象在运动时发生抖动时，可以使用Interpolate属性来帮助平滑它的变换运动。设置为Interpolate会根据上一帧所在位置进行平滑；而设置为Extrapolate则会根据下一帧的预测位置进行平滑。

 

6）Sleeping Mode：控制刚体如何休眠来节约处理时间。

 

7）Collision Detection：控制rigidbody 2D的碰撞检测机制。设置为Discrete（离散类型）时，只有游戏对象的碰撞体，在一个物理更新时与其他碰撞体接触，才会产生效果；Continuous（连续类型）适用于快速移动的物体，当游戏对象在两个物理更新之间可能发生碰撞的时候，就会产生碰撞事件。

 

Collider 2D

2D碰撞体组件

1）要在场景中拥有物理实体，一个游戏对象必须使用碰撞体组件来定义它的外形，同时与相关的物理引擎交互。

对于所有参与2D物理交互的，并且静态的物体，可以只添加2D碰撞体组件而不添加2D刚体组件（其实这个可以勾选Is Kinematic来处理）。而对于动态的物体，两个组件都需要添加。

 

含有Collider和RigidBody的GameObject， Unity视之为Dynamic（动态的）

只含有Collider的GameObject， Unity视之为Static（静态的）

 

如果Static的物体发生位移上的变化，Unity每一帧都会去重新缓存Static物体的Collider状态，这会消耗资源

 

所以只含有Collider的物体，就不要让他发生位置上的移动。或者给它加一个RigidBody的组件，把Gravity去掉，并且把IsKineMatic勾选上（该选项使得该物体不会因为其他物体的影响而发生物理上的改变）。

 

2）2D碰撞体有四种：圆形碰撞体（circle）、方形碰撞体（box）、多边形碰撞体（polygon）和边缘碰撞体（edge）。这些碰撞器都继承于同一个通用基础的2D碰撞体，但每一种碰撞体都为一种特定的形状进行了优化。

 

3）多边形碰撞体和边缘碰撞体很相似，它们都由一组点或顶点，以及点之间的连线组成。不同的是多边形碰撞体是闭合的，而边缘碰撞体是开放的。

多边形碰撞体适用于形状复杂的对象。

边缘碰撞体适用于创造单个的固定表面。

 

4）所用碰撞体都有两个相同的参数暴露在Inspector窗口：Is Trigger（是否为触发器）和Material（材质）。其余独有的参数用来定义特定的碰撞体形状。

 

5）Is Trigger将碰撞体设置为触发器碰撞体。在一般的2D物理碰撞中，物理引擎会阻止碰撞体相互穿透，然而触发器碰撞体并不参与这种碰撞，而且会发出触发器信息，而不是碰撞信息。

 

6）Material是对2D碰撞体所用2D物理材质的引用。在Assets窗口中右击，Creat Physics Material 2D即可新建2D物理材质。物理材质中有两个参数——摩擦系数（friction）和弹性系数（bounciness）。

 

7）在场景内编辑碰撞体的形状：

1. 按住Shift键，碰撞体Gizmo会显示出一些操作点，可以拖动操作点来改变碰撞体的形状。
2. 对于多边形碰撞体和边缘碰撞体，将鼠标放到边上可以生成新的操作点。按住Ctrl键时可以删除碰撞体上不需要的点或顶点。

 

Hinge Joint 2D

2D铰链关节组件

1）hinge joint 2D使物体能够围绕场景中的某个点发生特殊的物理行为。这个点可以是空白场景中的一个点，也可以是添加了刚体组件的游戏对象。这个点由Connected Rigid Body和另外两个锚点参数决定。

 

2）当链接到世界范围或场景中的某个点时，Connected Rigid Body的位置留空，效果如（av3246302相应集数 00:57）。

当链接到某个游戏对象时，Anchor设置携带运动对象运动的点（力的作用点），Connected Anchor设置运动对象运动的参照点（轴心）。

 

3）Collide Connected决定了游戏对象是否忽略与被链接对象之间的碰撞。从现实角度来讲，这个属性一般需要勾选。

 

4）Use Motor和Use Limits是hinge joint 2D的独有参数。

hinge joint 2D可以由一个马达驱动，马达的作用由Use Motor决定。Motor Speed是马达要达到的目标速度，单位是rad/s。Maximum Motor Force是马达为达到目标速度可以施加的最大力矩。

hinge joint 2D的作用效果受Use Limits的影响。Lower Angle代表旋转的最小角度，Upper Angle代表旋转的最大角度。

巧妙搭配Use Motor和Use Limits可以实现有趣的物理效果，例如暗门。（av3246302相应集数 03:59）

链条的设计可以参照这集的最后部分。

 

Distance Joint 2D

2D距离关节组件

1）distance joint 2D可以对两个游戏对象间的距离添加一个强制的限制，而不是利用一个平缓的力来维持指定的距离。

 

2）Distance代表两个对象之间需要利用关节保持的距离，Max Distance Only表示只保持最大距离。但是“只保持”的概念与“固定”不一样，如果不勾选Max Distance Only，两个对象间将以固定的距离作相对圆周运动。如果勾选Max Distance Only，当对象间的距离发生变化时，Unity会有一个作用力使它们一直运动直到达到Distance指定的距离。

 

Spring Joint 2D

2D弹簧关节组件

1）在受弹簧影响的物体上添加Spring Joint 2D。

 

2）Distance代表弹簧的长度，Frequency代表弹簧的强度值，强度值越高，弹簧恢复的速度越快。

 

3）Damping Ratio代表抑制弹簧反应的数值，取值范围是0到1。数值越高，弹簧对游戏对象的作用越小。

 

Area Effector 2D

2D区域效果器

1）在Unity里，可以利用Area Effector 2D对某个区域内的2D对象添加物理作用力。

 

2）在给对象添加Area Effector 2D前，对象必须要有2D碰撞体组件，而且碰撞体组件的属性里，Is Trigger（是否为触发器）和Used by Effector（受效果器使用）必须勾选。

如果Is Trigger不勾选，作用力只在目标碰撞体与作用源（区域效果器）接触时生效，即对象无法进入区域效果器范围。

 

3）Collider Mask允许用户包括或排除受效果器作用力影响的层（layer）。

 

4）Force Direction代表作用力的方向，角度范围是0度到359.99度，角度符合直角坐标系的标准。当设置的数值为负数时，角度以顺时针旋转。

 

5）Force Magnitude代表作用力的大小。

 

6）Force Variation允许用户增加或减少一个随机的量，范围是0到指定数值。（这个概念还不是很清晰，下次做项目的时候再测试一下）

 

7）Drag和Angular Drag分别控制区域效果器内的线性阻力和角阻力。这些阻力会叠加在已经在对象刚体上设置过的阻力上。

 

8）Force Target表示作用力的作用对象。如果作用对象设置为Rigidbody，作用力会施加在刚体质量的中心上，因此不会引起物体的旋转。只有当作用对象设置为Collider，本应在力的作用下旋转的物体才会旋转起来，这时候调节Angular Drag才有意义。

 

Point Effector 2D

2D点效果器

1）point effector 2D也可以对区域内的2D对象添加物理作用力。它与area effector 2D不同的是，area effector 2D适用于推进气流或传送带之类的场景，而point effector 2D适用于炸弹或黑洞之类的场景。

 

2）当Force Magnitude设置为正数时，效果与炸弹爆炸类似。而设置为负数时，效果与黑洞吸引类似。

 

3）Force Source设置为Collider时允许用户通过改变碰撞体组件中offset的值来改变物体被吸引的中心点位置。设置为Rigidbody时，吸引中心点固定在刚体中心。

 

4）Force Mode有三种设置：

1. Constant：作用力为恒力。
2. Inverse Linear：作用力大小基于作用源与作用对象的距离，距离越近，作用力越大。
3. Inverse Squared：作用效果与Inverse Linear相似，只不过是基于距离的开平方。

 

5）Distance Scale可以改变距离的显示比例，数值越高，实际的作用距离越远。

 

路过的圈毛君：“这篇讲的都是最基本的Unity物理引擎的知识，以后还会有更丰富的内容补充哦~（又挖一个坑？？？）”