Unity物理系统脚本编程（上）

一、获取刚体组件Rigidbody

当一个物体挂载了刚体时，即可在脚本中获取该物体的刚体组件，代码如下

Rigidbody rigid;

void Start()

{

rigid=GetComponent<Rigidbody>();

}

一般将刚体变量命名为rigid并定义为一个字段，方便复用.

二、施加作用力AddForce

最常用的施加作用力的方法是AddForce（），参数为Vector3类型。代码如下

rigid.AddForce(new Vector3(0,100,0));

上述代码表示对刚体施加一个向上的100N的力。持续时间看具体情况。

三、修改速度velocity

对于物理系统中的刚体来说，速度非常重要。影响着动量、动能，决定着碰撞的结果。

在Unity中获取、修改刚体速度的代码如下

Vector3 vel=rigid.velocity;

rigid.velocity=vel+new Vector3(0,0,1);

下面举一个多段跳跃的例子

usingUnityEngine;

public class SimpleJump:MonoBehaviour

{

  Rigidbody rigid;

  void Start()

  {

    rigid=GetComponent<Rigidbody>();

  }

private void Update()

  {

   if(Input.GetButtonDown("Jump"))

     {

        rigid.AddForce(new Vector3(0,100,0));

     }

  }

}

但实际测试发现，如果角色处于上升阶段时再次跳跃，最大高度就会大于单次跳跃的2倍。如果处于下降阶段，就很难在空中跳起来，可能只会停顿一下，延缓下落时间。完全符合物理规律。

若要实现二段跳，则只需要令其在跳跃时y轴速度为0即可，加上如下代码

rigid.velocity=newVector(rigid.velocity.x,0,rigid.velocity.z);

四、射线的使用方法

射线在游戏中应用非常广泛，举几个例子

• 游戏中有单击地面的操作，因此要发射射线以确定是否点中了可单🐔区域和单🐓位置的坐标。
• 在判定子弹或技能是否击中目标时，如果采用碰撞体，需要考虑子弹速度，且存在穿透问题，而射线是没有速度的（瞬时发生），不仅易于使用，且综合效率更高。
• 在3D或2D游戏中，判断玩家是否落地，可以向玩家脚下发射射线；判断是否接触墙壁，可以往左右两侧发射射线；判断玩家是否低头，可以往头顶发射射线；判断玩家是否需要攀爬，也可以采用射线检测
• 因为射线与视线一样，会被障碍物阻挡，因此在游戏AI设计中，可以用射线模拟AI角色的视线。

⚠️：上述的各种射线检测都是以物理系统为基础的。射线需要雨碰撞体和触发器配合才能发挥作用。

下面来介绍一下射线编程方法。

常用的直线型射线用类型Ray表示。Ray包含了origin（起点）和direction（方向）的定义，起点和方向都用Vector3表示。

有很多方法可以在游戏事件中发射一条射线，最常用的方法是Physics.Raycast()和Physics.RaycastAll()。

Physics.Raycast()有十种以上重载方式，列出以下三种重载形式：

bool Raycast(Vector3 origin,Vector3 direction);

bool Raycast(Vector3 origin,Vector3 direction,float maxDistance);

bool Raycast(Vector3 origin,Vector3 direction,float maxDistance,int layMask);

以上三个函数共同的参数都是发射点坐标和方向向量，返回值都是是否击中了某个碰撞体或触发器。第三个参数是射线的最大指定长度

除了指定方向和位置的射线以外，以下还有一类很常用的重载形式:

bool Raycast(Ray ray,out RaycastHit hitInfo);

bool Raycast(Ray ray,out RaycastHit hitInfo,float maxDistance);

bool Raycast(Ray ray,out RaycastHit hitInfo,float maxDistance,int layerMask);

这种形式的射线检测用了一种常用结构体Ray（射线），它只是将射线数据对象先单独创建出来，并没有实际区别

Ray对象有多种创建方法，举例如下：

Ray ray=new Ray(Vector3.zero,Vector3.up);

 

Vector2 mousePos=Input.mousePosition;

Ray ray2=Camera.main.ScreenPointToRay(mousePos);

 

physics.Raycast(ray,10000,LayMask.GetMask("Default"));

五、层和层遮罩

很多时候，需要射线仅被某些物体阻挡，例如希望检测地面的射线只检测地面，而不检测其他东西。这就要用到Layer和Layer Mask（层遮罩）了。

"层"的概念让物理系统变得更好用。如一颗子弹，仅让它碰到Ground、Player和Obstacle这三个层，代码如下

int mask=LayerMask.GetMask("Ground","Player","Obstacle");

if(Physics.Raycast(transform.position,Vector3.forward,mask))

{

//碰到了物体

}

如果让mask表示这三层以外的所有层，则只用令mask=~mask即可。

有时需要改变物体所在的层，如将一个物体设置在Default层上，代码如下

gameObject.layer=LayerMask.NameToLayer("Default");

可以通过LayerMask.NameToLayer()将层名转化为整数表示的层，也可以用函数LayerMask.LayerToName()表示层的整数转化为层名字。