Unity核心概念⑫：碰撞检测

碰撞产生的必要条件，两个物体都有碰撞器，至少一个物体有刚体。

一、刚体

让一个物体可以模拟产生力的效果

1.RigidBody组件信息

①Mass

质量，默认单位为Kg，质量越大惯性越大。

②Drag

空气阻力，根据力移动对象时影响对象的空气阻力大小。

③Use Gravity

是否受重力影响。

④Angular Drag

根据扭矩旋转对象时影响对象的空气阻力大小。0表示空气没有阻力。

⑤Is Kinematic

如果启用此选项，则对象不会被物理引擎驱动，只能通过Transform对其进行操作。对于移动平台，或者如果要动画化附加了HingeJoint的刚体，此属性将非常有用。

⑥Interpolate

插值运算，让刚体物体移动更平滑。

None不应用插值运算，Interpolate根据前一帧的变化来平滑变换。

Extrapolate，差值运算，根据下一帧的估计变换来平滑变换。

⑦Collision Detection

碰撞检测模式，用于防止快速移动的对象穿过其他对象而不检测碰撞。

Ⅰ、Discrete（离散检测）

对场景中的所有其他碰撞体使用离散碰撞检测。其他碰撞体在测试碰撞时会使用离散碰撞检测。用于正常碰撞（这是默认值）

Ⅱ、Continuous（连续检测）

对动态碰撞体（具有刚体）使用离散碰撞检测
并对静态碰撞体（没有刚体）使用连续碰撞检测。
设置为连续动态（Continuous Dynamic）的刚体将在测试与该刚体的碰撞时使用连续碰撞检测。（此属性为物理性能有很大影响，如果没有快速对象的碰撞问题，请将其保留为 Discrete 设置）
其他刚体将使用离散碰撞检测。

Ⅲ、Continuous Dynamic（连续动态检测）

性能消耗高。对设定为连续（Continuous）和连续动态（Continuous Dynamic）碰撞的测试对象使用连续碰撞检测。这种静态碰撞体（没有刚体）使用连续碰撞检测。
对于所有其他碰撞体，使用离散碰撞检测。用于快速移动的对象。

Ⅳ、Continuous Speculative（连续推测检测）

对刚体和碰撞体使用推测性连续碰撞检测。该方法通常比连续碰撞检测的成本更低。

⑧Constraints

约束，对刚体运动的限制。

Freeze Position，有选择地停止刚体沿世界X、Y、Z轴的移动。

Freeze Rotation，有选择地停止刚体围绕局部X、Y、Z轴的旋转。

二、碰撞器

1. 3D碰撞器种类

①盒状 ②球状 ③胶囊 ④网格 ⑤轮胎 ⑥地形

2.共同参数

①Is Triger

是否是触发器。如果启用此属性，则该碰撞体将用于触发事件，并被物理引擎忽略。主要用于进行没有物理效果的碰撞检测。

②Material

物理材质。可以确定碰撞体和其它对象碰撞时的交互（表现）方式。

③Center

碰撞体在对象局部空间中的中心点位置。

3.常用碰撞器

①盒状碰撞器（Box Collider）

Size：碰撞体在Ｘ、Ｙ、Ｚ方向上的大小。

②球状碰撞器（Sphere Collider）

Radius：球形碰撞体的半径大小。

③胶囊碰撞器（Capsule Collider）

Radius：胶囊体的半径。

Height：胶囊体的高度。

Direction：胶囊体在对象局部空间中的轴向。

4.异形物体使用多种碰撞器组合

刚体对象的子对象碰撞器信息参与碰撞检测。

5.不常用碰撞器

①网格碰撞器（Mesh Collider）

勾选此复选框可启用 Convex。如果启用此属性，该 Mesh Collider 将与其他 Mesh Collider 发生碰撞。Convex Mesh Collider 最多 255 个三角形。

Cooking Options：启用或禁用影响物理引擎对网格处理方式的网格控制选项。

Ⅰ、None
禁用下方列出的所有 Cooking Options。

Ⅱ、Everything
启用下方列出的所有 Cooking Options。

Ⅲ、Cook for Faster Simulation
使物理引擎复制网格以加快模拟速度。启用此设置后，这会运行一些额外步骤，以保证生成的网格对于运行时性能是最佳的。这会影响物理查询和接触生成的性能。禁用此设置后，物理引擎会使用更快的控制速度，并尽可能快速生成结果。因此，烹制的 Mesh Collider 可能不是最佳的。

Ⅳ、Enable Mesh Cleaning
使物理引擎清理网格。启用此设置后，烹制过程会尝试消除网格的退化三角形以及其他几何瑕疵。此过程生成的网格更适合于在碰撞检测中使用，往往可生成更准确的击中点。

Ⅴ、Weld Colocated Vertices
使物理引擎在网格中删除等效的顶点。启用此设置后，物理引擎将会具有相同位置的顶点。这对于运行时发生的碰撞反馈十分重要。

②Wheel Collider

Ⅰ、Mass

车轮的质量。

Ⅱ、Radius

车轮的半径。

Ⅲ、Suspension Distance

车轮悬架的最大延伸距离（在局部空间中测量）。悬架始终向下延伸穿过局部Y轴。

Ⅳ、Force App Point Distance

此参数定义车轮上的受力点，此距离应该是距车轮底部静止位置的距离（沿悬架行程方向），以米为单位。当forceAppPointDistance=0时，受力点位于静止的车轮底部。较好的车辆会使受力点略低于车辆质心。

Ⅴ、Suspension Spring

悬架尝试通过增加弹簧力和阻尼力来到达目标位置（Target Position）。

Ⅵ、Forward Friction

车轮向前滚动时轮胎摩擦的特性。

Ⅶ、Sideways Friction

车轮侧向滚动时轮胎摩擦的特性。

Ⅷ、注意

不必通过转动或滚动WheelCollider对象来控制汽车；附加了WheelCollider的对象应始终相对于汽车本身固定

③Terrain Collider

Terrain Data：地形数据。

Enable Tree Colliders：选中此属性时，将启用树碰撞体。

三、物理材质

物理材质参数

1.Dynamic Friction

已在移动时使用的摩擦力，通常为0到1之间的值。值为零就像冰一样，值为1将使对象迅速静止（除非用很大的力或重力推动对象）。

2.Static Friction

当对象静止在表面上时使用的摩擦力，通常为0到1之间的值。值为零就像冰一样，值为1将导致很难让对象移动。

3.Bounciness

表面的弹性如何？值为0将不会反弹。值为1将在反弹时不产生任何能量损失，预计会有一些近似值，但可能只会给模拟增加少量能量。

4.Friction Combine

两个碰撞对象的摩擦力的组合方式。

①Average

对两个摩擦值求平均值。

②Minimum

使用两个值中的最小值。

③Maximum

使用两个值中的最大值。

④Multiply

两个摩擦值相乘。

5.unce Combine

两个碰撞对象的弹性的组合方式。其模式与Friction Combine模式相同。

四、碰撞检测函数

注意：碰撞和触发响应函数属于特殊的生命周期函数，也是通过反射调用。

1.碰撞检测响应函数

Collision类型的参数包含了碰到自己的对象的相关信息。

只要得到了碰撞到的对象的任意一个信息，就可以得到它的所有信息。

关键参数：

Ⅰ、碰撞到的对象碰撞器的信息（collision.collider）

Ⅱ、碰撞对象的依附对象（collision.gameObject）

Ⅲ、碰撞对象的依附对象的位置相关信息（collision.transform）

Ⅳ、触碰点数相关（collision.contacts）

①碰撞触发接触时会自动执行的函数

private void OnCollisionEnter(Collision collision)
{}

②碰撞结束分离时会自动执行的函数

private void OnCollisionExit(Collision collision)
{}

③两个物体相互接触摩擦时会不停调用的函数

private void OnCollisionStay(Collision collision)
{}

五、触发器检测响应函数

1.触发开始的函数，当第一次接触时，会自动调用

private void OnTriggerEnter (Collider other)
{}

2.离开触发区域时调用

private void OnTriggerExit(Collider other)
{}

3.停留在触发区域内时，每帧调用

private void OnTriggerStay(Collider other)
{}

六、明确什么时候会响应函数

1.只要挂载的对象能和别的物体产生碰撞或者触发，那么以上6个函数就能够被响应

2.以上6个函数一般根据需求来进行选择。

3.如果是一个异形物体，刚体在父对象上。假如想通过子对象上挂脚本检测碰撞是不行的，必须挂载到这个刚体父对象上才行。

4.明确物理碰撞和触发器响应的区别。                                                                                             

5.碰撞和触发器函数都可以写成虚函数，在子类去重写逻辑。一般会把想要重写的碰撞和触发函数 写成保护类型的，没有必要写成public类型，因为不需要自己手动调用，unity会通过反射帮助我们自动调用。

七、刚体加力

给刚体加力的目标就是让其有一个速度，朝向某一个方向移动。

1.首先获取刚体组件

rigidBody = this.GetComponent<rigidBody>();

2.添加力

施加力过后，对象是否停止移动，是由阻力决定的。如果阻力为0，施加力过后，物体始终不会停止运动。

①相对世界坐标系施加力

rigidBody.AddForce(Vector3.forward * 10);//z轴正方向施加一个力

在世界坐标系中让对象相对于自己面朝向移动

rigidBody.AddForce(this.transform.forward * 10);

②相对本地坐标系施加力

rigidBody.AddRelativeForce(Vector3.forward * 10);

3.添加扭矩力，使其旋转

①相对世界坐标系

rigidBody.AddTorque(Vector3.up * 10);

②相对本地坐标系

rigidBody.AddRelativeTorque(Vector3.up * 10);

4.直接改变速度

rigidBody.velocity = Vector3.forward * 10;

5.模拟爆炸效果

// 给刚体添加一个模拟爆炸效果的力
rigidBody.AddExplosionForce(10, Vector3.zero, 10);

6.力的几种模式

力的模式主要就是计算方式不同，由于计算方式不同，最终的移动速度就会不同。

// ForceMode.Force - 受质量影响（默认）
rigidBody.AddForce(Vector3.forward * 10, ForceMode.Force); // 10牛顿力// ForceMode.Acceleration - 忽略质量（当前模式）
rigidBody.AddForce(Vector3.forward * 10, ForceMode.Acceleration); // 10m/s²加速度// ForceMode.Impulse - 瞬间冲量（受质量影响）
rigidBody.AddForce(Vector3.forward * 10, ForceMode.Impulse); // 瞬间10牛·秒// ForceMode.VelocityChange - 瞬间速度变化（忽略质量）
rigidBody.AddForce(Vector3.forward * 10, ForceMode.VelocityChange); // 瞬间10m/s

7.力场脚本

力场脚本并不是一个官方的特定组件，而是一个通用的设计概念。它指的是通过编写代码，在特定区域内，对进入该区域的物体施加物理力，从而模拟各种力场效果（如磁力、风力、引力、斥力等）。

其核心原理是：检测区域内的物体 → 计算力的方向和大小 → 施加力。

8.刚体的休眠状态

休眠状态是物理引擎的一种内部优化机制。当一个刚体的运动和旋转几乎停止（速度低于某个阈值）且不受任何外力影响时，物理引擎会将其标记为 “休眠”。目的是为了节省性能，因为物理计算非常消耗 CPU 资源，休眠机制让物理引擎可以忽略这些静止的物体，从而将宝贵的计算资源集中处理那些真正在运动的物体。

// 检查刚体是否处于休眠状态
if(rigidBody.IsSleeping())
{// 如果刚体正在休眠，则强制唤醒它// 唤醒后，物理引擎将重新开始计算该刚体的运动和碰撞rigidBody.WakeUp();
}