7.刚体与碰撞

7.1 刚体

使用刚体（Rigidbody）组件可以让对象使用 Unity 内置的物理引擎。

添加刚体组件时先选中对象，单击 Add Component -> Physics -> Rigidbody 即可。

刚体属性：

• Mass - 任意单元中对象的质量。
• Drag - 对象在移动时的空气阻力。
• Angular Drag - 转动时的空气阻力。
• Use Gravity - 是否对对象应用重力计算。
• Is Kinematic - 是否受 Unity 的物理学影响。
• Interpolate - 对象的运动是否平滑。
• Collision Detection - 确定碰撞的计算方式。

0. Discrete ：相对于彼此来测试所有的对象。
1. Continuous ： 在检测极快的对象碰撞时使用，对性能影响较大。
2. Continuous Dynamic ： 对于离散对象使用离散检测，对应连续对象使用连续检测

• Constraints - 刚体施加于对象的运动限制。冻结位置轴将阻止对象沿该轴移动，冻结旋转轴将阻止对象绕该轴旋转。

7.2 碰撞

碰撞器（Collider）组件是投射在对象周围的边界，当其他对象进入其中时可以检测。

对象不需要刚体也能发生碰撞，碰撞只需要所设计的两个对象具有一个碰撞器对象即可。

7.2.1 碰撞器

对于没有碰撞器的对象，可以通过 Add Component -> Physics 选择一个碰撞器即可。

碰撞器的属性：

• Is Trigger - 确定碰撞器是物理碰撞器还是触发碰撞器。
• Material - 碰撞器的物理材质。
• Center - 碰撞器相对于包含对象的中心点。
• Size - 碰撞器的大小。
• 几何属性 - 对于球体或胶囊碰撞器，会具有一下额外的几何属性，如 Radius。

在对象上可以使用不同形状的多个碰撞器。Mesh Collider（网格碰撞器）是一种具有 3D 模型的精确形状的碰撞器。虽然看上去有用，但在实际中使用会极大地降低性能。所以在实际中，同时使用多个碰撞器组成复杂的碰撞器才是最有效的方法。

7.2.2 物理材质

创建物理材质，在 Project 窗口中右击选择 Create -> Physic Material。

物理材质的属性：

• Dynamic Friction - 对象移动时应用的摩擦力，数值越小对象越光滑。
• Static Friction - 对象静止时应用的摩擦力，数值越小对象越光滑。
• Bounciness - 碰撞保留的能量值，1会导致对象弹跳，而不会损失任何能量；0会阻止对象弹跳。
• Friction Combine - 确定如何计算两个碰撞对象的摩擦力。可以使用平均值、最小或最大值，也可以相乘起来。
• Bounce Combine - 确定如何计算两个碰撞对象的弹力。可以使用平均值、最小或最大值，也可以相乘起来。
• Friction Direction 2 - 给对象在特定方向具有不同的摩擦力。
• Dynamic Friction 2 - 应用于指定方向的动态摩擦力。
• Static Friction 2 - 应用于指定方向的静态摩擦力。

使用物理材质时，只需要将物理材质拖拽到对象上。

7.2.3 物理碰撞

碰撞器的 Is Trigger 不勾选的情况下为物理碰撞。物理碰撞的事件如下：

7.2.4 触发碰撞

碰撞器的 Is Trigger 勾选的情况下为触发碰撞，触发器可以检测碰撞，当检测到碰撞后会调用如下方法：

• void OnTriggerEnter(Collider other)
• void OnTriggerStay(Collider other)
• void OnTriggerExit(Collider other)

other 是进入触发器的UI下的引用，使用该变量可以操作相应的对象。

要让触发器工作，必须涉及到一个刚体，如果不带刚体的对象进入触发器，则什么也不会发生。

示例：

创建新的项目，在场景中添加一个立方体和一个球体，立方体的位置(-1,1,-5)，球体的位置(1,1,-5)。

给立方体创建脚本 TriggerScript，给球体创建脚本 MovementScript，并挂载。

TriggerScript 脚本如下：

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class TriggerScript : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        
    }

    private void OnTriggerEnter(Collider other)
    {
        print(other.gameObject.name + " has entered the cube");
    }

    private void OnTriggerStay(Collider other)
    {
        print(other.gameObject.name + " is still in the cube");
    }

    private void OnTriggerExit(Collider other)
    {
        print(other.gameObject.name + " has left the cube");
    }
}

MovementScript 脚本如下：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class MovementScript : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        float mx = Input.GetAxis("Mouse X") / 10;
        float my = Input.GetAxis("Mouse Y") / 10;
        transform.Translate(mx, my, 0);
    }
}

运行场景，移动鼠标，观察控制台输出。

7.3 光线投射

光线投射是发出一根假设的射线（即光线）并观察它撞上某个物体之后的动作。使用光线投射可以是实现瞄准、确定视线、测量距离等动作。Unity 中使用 Raycast 方法来实现光线投射。常用的 Raycast 方法：

1.bool Raycast(Vector3 origin, Vector3 direction, float distance, LayerMask mask);

• origin - 光线开始位置
• direction - 光线的行进方向
• distance - 光线的行进距离，省略表示无限远的距离
• mask - 确定光线会撞上的层，省略表示所有对象类型

2.bool Raycast(Vector3 origin, Vector3 direction, out RaycastHit hit, float distance);

hit - 包含了被撞上的任何对象

示例：

创建新项目，向场景中添加 4 个球体，命名为 Sphere1 ~ Sphere4，位置分别为：(-1,1,-5),(1,1.5,-5),(-1,-2,5),(1.5,0,0)。

创建脚本如下：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class RayController : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        float dirX = Input.GetAxis("Mouse X");
        float dirY = Input.GetAxis("Mouse Y");
        
        transform.Rotate(dirY, dirX, 0);
        CheckForRayCastHit();
    }

    void CheckForRayCastHit()
    {
        RaycastHit hit;
        if (Physics.Raycast(transform.position, transform.forward, out hit))
        {
            print(hit.collider.gameObject.name + "destroyed!");
            Destroy(hit.collider.gameObject);
        }
    }
}

运行游戏，移动鼠标，观察球体的销毁和控制台消息。