Unity中Rigidbody 刚体组件和Rigidbody类是什么？

Rigidbody 刚体组件

Rigidbody 是 Unity 中的一个组件，它可以让你的游戏对象像真实世界中的物体一样移动和碰撞。想象一下，你有一个小球，你希望它像真实世界中的球一样滚动、弹跳和碰撞，那么你就可以给这个小球添加一个 Rigidbody 组件。

为什么要用 Rigidbody？

当你给一个游戏对象添加 Rigidbody 组件后，Unity 的物理引擎就会接管这个对象的运动。即使你不写任何代码，这个对象也会受到重力的影响，向下掉落，并且当它碰到其他物体时会发生碰撞。

比如，你有一个小球和一个地板，如果你给小球添加了 Rigidbody 组件，小球就会掉到地板上，并且会弹起来。

如何控制 Rigidbody？

Rigidbody 还提供了一个编程接口（API），让你可以通过代码来控制对象的运动。比如，你可以通过施加力来让小球滚动，或者通过施加扭矩来让它旋转。

举个例子，如果你想让一辆汽车在游戏中移动，你可以通过编程来模拟车轮施加的力。有了这些信息，Unity 的物理引擎就可以处理汽车的其他运动，比如加速和碰撞。

什么时候使用 FixedUpdate？

在编写代码时，建议在 FixedUpdate 函数中应用力和更改 Rigidbody 的设置，而不是在 Update 函数中进行。这是因为物理更新是以固定的时间步长进行的，与帧更新不一致。FixedUpdate 在每次物理更新之前立即调用，因此在那里进行的任何更改都会直接处理。

常见问题：为什么物理看起来像慢动作？

初学者在使用 Rigidbody 时常见的一个问题是游戏物理看起来像是在“慢动作”中运行。这实际上是由于模型的比例问题。默认的重力设置假设一个世界单位对应一米的距离。在非物理游戏中，如果你的模型都是 100 个单位长，这不会有太大影响，但在使用物理时，它们将被视为非常大的对象。如果使用大比例的对象，它们会显得下落非常缓慢——物理引擎认为它们是非常大的物体在非常大的距离上落下。因此，请确保你的对象与现实生活中的比例大致相同（例如，一辆车大约应该是 4 个单位 = 4 米）。

 

关于这个组件对应的Rigibody类 

Rigidbody 类 的属性

  • angularDrag: 对象的角阻力。

  • angularVelocity: 刚体的角速度矢量，以每秒弧度为单位。

  • centerOfMass: 相对于变换原点的质心。

  • collisionDetectionMode: 刚体的碰撞检测模式。

  • constraints: 控制模拟此刚体时允许的自由度。

  • detectCollisions: 是否启用碰撞检测（默认情况下始终启用）。

  • drag: 对象的阻力。

  • freezeRotation: 控制物理是否会更改对象的旋转。

  • inertiaTensor: 此刚体的惯性张量，定义为在刚体质心位置和旋转的参考系中的对角矩阵。

  • inertiaTensorRotation: 惯性张量的旋转。

  • interpolation: 插值允许你平滑物理在固定帧率下运行的效果。

  • isKinematic: 控制物理是否影响刚体。

  • mass: 刚体的质量。

  • maxAngularVelocity: 刚体的最大角速度，以每秒弧度为单位（默认值为 7），范围为 {0, 无穷大}。

  • maxDepenetrationVelocity: 刚体在脱离穿透状态时的最大速度。

  • position: 刚体的位置。

  • rotation: 刚体的旋转。

  • sleepThreshold: 质量归一化的能量阈值，低于此阈值对象将进入睡眠状态。

  • solverIterations: 确定刚体关节和碰撞接触的解析精度。覆盖 Physics.defaultSolverIterations。必须为正数。

  • solverVelocityIterations: 影响刚体关节和碰撞接触的解析精度。覆盖 Physics.defaultSolverVelocityIterations。必须为正数。

  • useGravity: 控制重力是否影响此刚体。

  • velocity: 刚体的速度矢量。它表示刚体位置的变化率。

  • worldCenterOfMass: 刚体在世界空间中的质心（只读）。

Rigidbody类  的公共方法

  • AddExplosionForce: 对刚体施加一个模拟爆炸效果的力。

  • AddForce: 对刚体施加一个力。

  • AddForceAtPosition: 在指定位置施加力。这将同时施加扭矩和力。

  • AddRelativeForce: 相对于刚体的坐标系施加力。

  • AddRelativeTorque: 相对于刚体的坐标系施加扭矩。

  • AddTorque: 对刚体施加扭矩。

  • ClosestPointOnBounds: 附加碰撞体的包围盒上最接近的点。

  • GetPointVelocity: 刚体在世界空间中某点的速度。

  • GetRelativePointVelocity: 相对于刚体在某点的速度。

  • IsSleeping: 刚体是否处于睡眠状态？

  • MovePosition: 将运动学刚体移动到指定位置。

  • MoveRotation: 将刚体旋转到指定旋转。

  • ResetCenterOfMass: 重置刚体的质心。

  • ResetInertiaTensor: 重置惯性张量的值和旋转。

  • SetDensity: 基于附加的碰撞体假设恒定密度来设置质量。

  • Sleep: 强制刚体至少睡眠一帧。

  • SweepTest: 测试刚体在场景中移动时是否会与任何物体发生碰撞。

  • SweepTestAll: 类似于 SweepTest，但返回所有碰撞点。

  • WakeUp: 强制刚体唤醒。

消息

  • OnCollisionEnter: 当此碰撞体/刚体开始接触另一个刚体/碰撞体时调用。

  • OnCollisionExit: 当此碰撞体/刚体停止接触另一个刚体/碰撞体时调用。

  • OnCollisionStay: 对于每个接触的碰撞体/刚体，每帧调用一次。

继承成员

  • gameObject: 附加此组件的游戏对象。组件总是附加到游戏对象上。

  • tag: 此游戏对象的标签。

  • transform: 附加到此游戏对象的变换组件。

  • hideFlags: 对象是否应该隐藏，随场景保存或可由用户修改？

  • name: 对象的名称。

公共方法

  • BroadcastMessage: 在此游戏对象或其任何子对象上的每个 MonoBehaviour 上调用名为 methodName 的方法。

  • CompareTag: 检查游戏对象的标签是否与定义的标签匹配。

  • GetComponent: 获取附加到同一游戏对象上的指定类型的组件引用。

  • GetComponentInChildren: 获取附加到同一游戏对象或其子对象上的指定类型的组件引用。

  • GetComponentInParent: 获取附加到同一游戏对象或其父对象上的指定类型的组件引用。

  • GetComponents: 获取附加到同一游戏对象上的所有指定类型的组件引用。

  • GetComponentsInChildren: 获取附加到同一游戏对象及其子对象上的所有指定类型的组件引用。

  • GetComponentsInParent: 获取附加到同一游戏对象及其父对象上的所有指定类型的组件引用。

  • SendMessage: 在此游戏对象上的每个 MonoBehaviour 上调用名为 methodName 的方法。

  • SendMessageUpwards: 在此游戏对象及其所有祖先上的每个 MonoBehaviour 上调用名为 methodName 的方法。

  • TryGetComponent: 获取指定类型的组件（如果存在）。

  • GetInstanceID: 获取对象的实例 ID。

  • ToString: 返回对象的名称。

静态方法

  • Destroy: 移除游戏对象、组件或资源。

  • DestroyImmediate: 立即销毁对象。强烈建议使用 Destroy 代替。

  • DontDestroyOnLoad: 在加载新场景时不销毁目标对象。

  • FindAnyObjectByType: 检索任何活动加载的指定类型的对象。

  • FindFirstObjectByType: 检索第一个活动加载的指定类型的对象。

  • FindObjectOfType: 返回第一个活动加载的指定类型的对象。

  • FindObjectsByType: 检索所有加载的指定类型的对象列表。

  • FindObjectsOfType: 获取所有加载的指定类型的对象列表。

  • Instantiate: 克隆对象并返回克隆体。

运算符

  • bool: 对象是否存在？

  • operator !=: 比较两个对象是否引用不同的对象。

  • operator ==: 比较两个对象引用是否引用同一个对象。

重点讲一下添加力AddForce（）函数：

AddForce: 对刚体施加一个力

AddForce 是 Unity 中 Rigidbody 组件的一个方法，用于对刚体施加一个力。这个力可以是持续的，也可以是瞬间的，取决于你使用的方法和参数。

基本语法

public void AddForce(Vector3 force, ForceMode mode = ForceMode.Force);

  • force: 这是一个 Vector3 类型的参数，表示施加的力的方向和大小。Vector3 有三个分量：x、y 和 z，分别表示力在三个轴上的分量。

  • mode: 这是一个可选参数，表示施加力的模式。默认情况下是 ForceMode.Force。

ForceMode 参数

ForceMode 是一个枚举类型，有四种模式：

  1. ForceMode.Force: 持续施加力，考虑质量。

  2. ForceMode.Acceleration: 持续施加加速度，忽略质量。

  3. ForceMode.Impulse: 瞬间施加冲量，考虑质量。

  4. ForceMode.VelocityChange: 瞬间改变速度，忽略质量。

示例

假设你有一个小球，你想让它向前移动。你可以使用 AddForce 方法来实现这一点。

using UnityEngine;public class MoveBall : MonoBehaviour
{public Rigidbody rb;void Start(){rb = GetComponent<Rigidbody>();}void FixedUpdate(){// 施加一个向前的力rb.AddForce(Vector3.forward * 10, ForceMode.Force);}
}

在这个例子中：

  • Vector3.forward 表示向前的方向。

  • 10 是力的大小。

  • ForceMode.Force 表示这是一个持续的力，考虑质量。

详细解释

  1. ForceMode.Force:

    • 解释: 当你使用 ForceMode.Force 时，力会持续作用在刚体上，直到你停止施加力。力的效果会根据刚体的质量进行缩放。质量越大，施加相同力的情况下，刚体的加速度越小。

    • 示例: 如果你想模拟一个物体受到持续推力的效果，比如汽车引擎的推力，你可以使用 ForceMode.Force。

  2. ForceMode.Acceleration:

    • 解释: 当你使用 ForceMode.Acceleration 时，施加的力不会考虑刚体的质量。这意味着无论刚体的质量是多少，施加的力都会产生相同的加速度。

    • 示例: 如果你想模拟一个物体受到恒定加速度的效果，而不考虑其质量，比如重力加速度，你可以使用 ForceMode.Acceleration。

  3. ForceMode.Impulse:

    • 解释: 当你使用 ForceMode.Impulse 时，施加的力会在瞬间作用在刚体上，产生一个瞬间的冲量。冲量的效果会根据刚体的质量进行缩放。质量越大，施加相同冲量的情况下，刚体的速度变化越小。

    • 示例: 如果你想模拟一个物体受到瞬间冲击的效果，比如子弹击中物体，你可以使用 ForceMode.Impulse。

  4. ForceMode.VelocityChange:

    • 解释: 当你使用 ForceMode.VelocityChange 时，施加的力会在瞬间改变刚体的速度，而不考虑刚体的质量。这意味着无论刚体的质量是多少，施加的力都会产生相同的速度变化。

    • 示例: 如果你想模拟一个物体瞬间获得速度的效果，比如火箭发射时的瞬间加速，你可以使用 ForceMode.VelocityChange。

总结

  • ForceMode.Force: 持续施加力，考虑质量。

  • ForceMode.Acceleration: 持续施加加速度，忽略质量。

  • ForceMode.Impulse: 瞬间施加冲量，考虑质量。

  • ForceMode.VelocityChange: 瞬间改变速度，忽略质量。

选择哪种模式取决于你想要模拟的物理效果。例如，如果你想模拟一个物体受到持续推力的效果，可以使用 ForceMode.Force；如果你想模拟一个物体瞬间获得速度的效果，可以使用 ForceMode.VelocityChange。

课堂保龄球游戏代码：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class BaoLQManager : MonoBehaviour
{// 业务逻辑1：把保龄球扔出去//  业务逻辑2：保龄球 走直线把前面的柱子撞倒//业务逻辑3：如果撞倒一个就+一分//业务逻辑4：如果撞到以后-间隔2秒消失//程序逻辑1：把球和被撞柱子存到代码变量里//程序逻辑2：Rigibody类 给球添加一个力-   // 业务逻辑1：把保龄球扔出去//程序逻辑3：Collider类-碰撞检测，如果有人碰到我，我就让变量+1加分public Rigidbody BaoLqRIGI;//获取保龄球的刚体组件public float ForceStrength = 100f;void Start(){}// Update is called once per framevoid Update(){}void FixedUpdate(){if (Input.GetMouseButtonDown(0) || Input.GetKeyDown(KeyCode.Space)){BaoLqRIGI.AddForce(new Vector3(0, 0, 1 * ForceStrength * Time.deltaTime), ForceMode.Impulse);//给保龄球添加一个爆发力}}
}

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