前言

本文為Udemy課程The Ultimate Guide to Creating an RPG Game in Unity學習筆記

如何實現(xiàn)物體之間碰撞

實現(xiàn)物體之間的碰撞關鍵組件：Rigidbody 2D(剛體)、Collider 2D(碰撞體)、Sprite Renderer（Sprite渲染器）

實現(xiàn)物體之間的碰撞

第一步：讓物體擁有物理規(guī)則

先創(chuàng)建一個物體的渲染器，命名為 Circle

在Circle對象中創(chuàng)建 Rigidbody 2D(剛體)，并設置重力

效果如下，可以看到圓下落了，我們也可以通過調(diào)整重力的大小來讓它更快的下降

這里沒有能掉落在平臺，原因是 unity 的物體接觸是通過碰撞體（Collider）來實現(xiàn)的，而圓沒有設置碰撞體（Collider）

第二步：給物品設置碰撞體（Collider）

unity 的物體接觸是通過碰撞體（Collider）來實現(xiàn)的

現(xiàn)在我們來給圓設置 Collider

效果如下

擴展案例

球碰到地面后彈出起來并在斜的平臺上滑動

實現(xiàn)的關鍵：

• 物理機制組件：Rigidbody 2D 設置添加材質(zhì)（Physics Material 2D）
• 碰撞檢查組件：Collider

實現(xiàn)效果如下

這里放 Rigidbody 2D 和 Collider 的材質(zhì)有什么不同，看下面解析

我們這里需要球自身的彈跳和摩擦，所以放在 Rigidbody 里面了

Rigidbody 2D

Rigidbody 2D 是用于在 2D 空間中處理物理行為的核心組件，廣泛用于 2D 游戲引擎（如 Unity）。它使游戲?qū)ο竽軌蚋鶕?jù)物理規(guī)則進行運動和交互。

核心功能

1. 物理屬性：
   1. 質(zhì)量（Mass）：定義物體的重量，影響加速度和碰撞反應。
   2. 重力（Gravity Scale）：控制物體受到重力影響的程度，0 表示無重力。
   3. 線性阻尼（Linear Drag）：模擬空氣阻力，減緩物體的線性速度。
   4. 角阻尼（Angular Drag）：影響物體旋轉(zhuǎn)時的阻力。
2. 運動控制：
   1. 速度（Velocity）：通過調(diào)整線性和角速度，控制物體移動和旋轉(zhuǎn)。
   2. 力（Force）與沖量（Impulse）：使用 AddForce 或 AddTorque 應用推力或旋轉(zhuǎn)力。
   3. 運動類型：
      • 動態(tài)（Dynamic）：完全受物理引擎控制。
      • 靜態(tài)（Static）：不會受物理影響（常用于地形）。
      • 運動學（Kinematic）：由腳本控制，不受物理引擎影響。
3. 碰撞檢測：
   1. 配合 Collider 2D 使用（如 BoxCollider2D、CircleCollider2D）。
   2. 配置檢測模式（如離散或連續(xù)）以減少穿透現(xiàn)象。

使用場景

• 角色控制器：使用 Rigidbody 2D 模擬角色跳躍、移動或受到物理效果。
• 物理互動：讓物體能夠因力而運動或被碰撞推動。
• 游戲機制：例如投擲物體、擺動繩索或模擬重力。

Collider 2D

Collider 2D 是用于定義物體形狀的組件，主要應用于 2D 游戲物理系統(tǒng)中，用于檢測碰撞或觸發(fā)器事件。它與 Rigidbody 2D 配合使用，可以模擬真實的物理交互，如碰撞反應、物體阻擋或觸發(fā)事件。

作用

1. 碰撞檢測：
   1. 定義物體的物理邊界，使其能夠檢測到與其他 Collider 2D 的碰撞。
   2. 常用于地形、角色、障礙物等游戲元素。
2. 觸發(fā)檢測：
   1. 設置為 觸發(fā)器（Is Trigger） 時，不再物理阻擋其他物體，但可以檢測穿過的對象，常用于檢測區(qū)域、傳送門等。
3. 優(yōu)化性能：
   1. 提供高效的幾何形狀檢測，而不需要完整的網(wǎng)格數(shù)據(jù)。

常見的 Collider 2D 類型

Collider 類型	描述
Box Collider 2D	用于矩形物體，如平臺、墻壁等。
Circle Collider 2D	用于圓形物體，如球體或圓形區(qū)域檢測。
Polygon Collider 2D	用于復雜的多邊形形狀，自動生成頂點。
Edge Collider 2D	用于創(chuàng)建一條開放的線段，適合地形邊緣等。
Capsule Collider 2D	用于膠囊形狀，適合角色頭頂和底部圓滑的碰撞檢測。
Composite Collider 2D	將多個簡單 Collider 組合成更復雜的形狀（通常與 Tilemap 一起使用）。

Collider 2D 的重要屬性

1. Is Trigger：
   1. 勾選后，Collider 不會物理阻擋，但可以觸發(fā)事件（如 OnTriggerEnter2D）。
2. Material（Physics Material 2D）：
   1. 控制碰撞時的摩擦力和彈性。
3. Offset：
   1. 調(diào)整 Collider 相對于對象位置的偏移。
4. Used by Composite：
   1. 將當前 Collider 與 Composite Collider 配合使用，優(yōu)化性能或簡化形狀。

Collider 2D 與 Rigidbody 2D 的關系

• 沒有 Rigidbody 2D 的 Collider 被視為靜態(tài)對象，僅用于檢測碰撞，不會響應物理。
• 帶有 Rigidbody 2D 的 Collider 會受到物理引擎影響，可以移動、旋轉(zhuǎn)和碰撞。

Sprite Renderer

Sprite Renderer 是 Unity 中用于在 2D 場景中顯示精靈（Sprite）的組件，它負責將 2D 圖像渲染到屏幕上，是 2D 游戲開發(fā)的核心工具之一。

功能

1. 顯示圖像：
   1. 將一個 Sprite 紋理分配到對象上進行渲染。
   2. 支持多種圖片格式（如 PNG、JPG），通常使用透明背景的紋理。
2. 控制外觀：
   1. 調(diào)整 Sprite 的顏色、透明度、渲染順序等屬性。
   2. 支持簡單的動畫或視覺效果（如通過腳本改變顏色）。
3. 與其他組件交互：
   1. 可以與 Animator、Rigidbody 2D、Collider 2D 一起使用，制作動態(tài)和交互式對象。

主要屬性

1. Sprite：
   1. 指定 Sprite 圖像資源。
   2. 在 Unity 中，Sprite 是一種特殊的 2D 圖形資源，可以通過 Sprite Editor 編輯裁剪。
2. Color：
   1. 設置 Sprite 的顏色和透明度。
   2. 默認為白色（RGBA(255,255,255,255)），表示圖像顯示其原始顏色。
3. Flip：
   1. Flip X：水平翻轉(zhuǎn)。
   2. Flip Y：垂直翻轉(zhuǎn)。
   3. 常用于角色左右移動的視覺效果。
4. Material：
   1. 定義 Sprite 的材質(zhì)（如標準材質(zhì)或自定義 Shader）。
   2. 可以實現(xiàn)特殊的渲染效果，如光照或像素化。
5. Sorting Layer：
   1. 指定 Sprite 所在的渲染層，用于控制渲染順序。
   2. 可通過自定義層級分組（如背景、前景、角色）。
6. Order in Layer：
   1. 定義 Sprite 在同一層內(nèi)的渲染順序。
   2. 值越大，越靠前顯示。

常見用法

1. 角色渲染：
   1. 用于顯示角色的靜態(tài)或動態(tài)動畫幀。
   2. 搭配 Animator 或腳本實現(xiàn)動畫切換。
2. 背景和場景元素：
   1. 用于繪制游戲的背景圖、障礙物、裝飾物等。
3. 效果實現(xiàn)：
   1. 使用材質(zhì)或 Shader 實現(xiàn)閃爍、漸變、發(fā)光等視覺效果。

Physics Material 2D

Physics Material 2D（物理材質(zhì) 2D） 是在 游戲開發(fā) 或 物理仿真 中，用于定義 2D 物理引擎中對象的物理交互屬性的工具。以下是其核心概念和應用：

核心屬性

1. 摩擦系數(shù)（Friction）：
   1. 決定物體之間滑動的阻力。
   2. 高摩擦值：表面更“粘”，滑動阻力大（如橡膠）。
   3. 低摩擦值：表面更光滑，物體易滑動（如冰）。
2. 彈性（Bounciness/Restitution）：
   1. 定義物體碰撞后的彈跳程度。
   2. 值為 1.0：完全彈性（沒有能量損失）。
   3. 值為 0.0：無彈性（碰撞后停止）。

應用場景

• 游戲開發(fā)：
  • 制作滑動平臺（如冰面）或“黏性”地面效果。
  • 模擬運動游戲中的物體彈跳行為（如籃球、彈簧）。
• 物理仿真：
  • 用于模擬滑動摩擦、碰撞等現(xiàn)實物理現(xiàn)象。
• 特效設計：
  • 用于粒子系統(tǒng)或可破壞場景的真實交互模擬。

如何在 Unity 中應用 Physics Material 2D

在 Unity 中，Physics Material 2D 是一個用于調(diào)整 2D 物理行為的組件，可以控制物體的 摩擦力 和 彈性。

將材質(zhì)附加到 2D Collider 上：

• 在場景中選擇需要使用的物體。
• 確保物體有一個 2D 碰撞器組件（如 BoxCollider2D、CircleCollider2D 等）。
• 在 Collider 的 Material 屬性中，拖入創(chuàng)建的 Physics Material 2D 文件。

驗證效果：

• 為 Rigidbody2D 添加物理行為（如重力或移動）。
• 運行場景，觀察物體在碰撞時的滑動或彈跳效果。
• 根據(jù)需要調(diào)整摩擦和彈性值。

Physics Material 2D 的典型用例

1. 模擬冰面或光滑地板：
   1. 摩擦系數(shù)：0.1 或更低。
   2. 彈性系數(shù)：0.0（無彈性）。
2. 彈性物體（如籃球）：
   1. 摩擦系數(shù)：0.5（適中）。
   2. 彈性系數(shù)：0.8 或更高。
3. 粗糙表面（如沙地或草地）：
   1. 摩擦系數(shù)：1.0 或更高。
   2. 彈性系數(shù)：0.0（無反彈）。

材質(zhì)（Physics Material）放在 Rigidbody 2D 和 Collider有什么區(qū)別

在 Unity 中，將 Physics Material 2D（物理材質(zhì)）應用于 Rigidbody 2D 或 Collider 2D 都會影響物體的物理交互行為，但其應用方式和效果有明顯的區(qū)別。以下是詳細的比較與說明：

1. 將物理材質(zhì)放在 Collider 2D

• 效果：
  • 直接影響該 Collider 的碰撞行為，例如摩擦力和彈性。
  • 如果一個物體有多個 Collider，它們可以有不同的物理材質(zhì)，從而產(chǎn)生不同的物理效果。
• 用途：
  • 用于定義物體的表面特性。
  • 場景示例：
    • 一個籃球的碰撞彈性和地板的摩擦分別由它們的 Collider 上的物理材質(zhì)控制。
• 關鍵點：
  • 每個 Collider 的物理材質(zhì)是獨立的，互不影響。
  • 適合有復雜物體（多個 Collider）的情況，允許細粒度控制。

1. 將物理材質(zhì)放在 Rigidbody 2D

• 效果：
  • Rigidbody 2D 本身并不直接接受物理材質(zhì)的應用。
  • 物理材質(zhì)始終需要綁定在 Collider 2D 上，Rigidbody 2D 是用來控制整體物體的動力學行為（如質(zhì)量、重力和力的應用）。
• 關鍵點：
  • 如果物體包含多個 Collider，物理行為由每個 Collider 上的物理材質(zhì)決定，而不是 Rigidbody。
  • Rigidbody 是物體的運動主體，不負責單獨的摩擦或彈性計算。

1. 主要區(qū)別與實踐

功能Collider 2D 上的物理材質(zhì)Rigidbody 2D 上（無直接效果）是否能直接設置是，物理材質(zhì)直接綁定到 Collider 的 Material 屬性。否，Rigidbody 不接收物理材質(zhì)。摩擦力和彈性影響決定該 Collider 的摩擦系數(shù)和彈性系數(shù)。需要通過附加在物體上的 Collider 實現(xiàn)效果。多 Collider 行為每個 Collider 可有獨立的物理材質(zhì)，行為獨立。由多個 Collider 的物理材質(zhì)共同決定物體整體行為。適用場景需要為物體的不同部分設定不同的物理特性。用于控制整體物體的質(zhì)量、重力或力學行為。

1. 示例場景

場景 1：簡單物體

• 描述：一個籃球需要高彈性，地板需要高摩擦。
• 實現(xiàn)：
  • 在籃球的 CircleCollider2D 上設置高彈性材質(zhì)（Bounciness=0.9）。
  • 在地板的 BoxCollider2D 上設置高摩擦材質(zhì)（Friction=0.8）。

場景 2：復雜物體

• 描述：一個物體有多個部分（例如，汽車），需要不同的物理特性。
• 實現(xiàn)：
  • 每個部件的 Collider 設置獨立的物理材質(zhì)，例如輪胎的 Collider 設置高摩擦，車身的 Collider 設置低摩擦。

場景 3：統(tǒng)一物體

• 描述：一個角色只有一個 Rigidbody 和一個 Collider。
• 實現(xiàn)：
  • 將物理材質(zhì)直接放在唯一的 Collider 上，整體受一個物理材質(zhì)影響。

1. 注意事項
2. 物理材質(zhì)必須綁定在 Collider 上：
   1. Rigidbody 本身不能直接綁定物理材質(zhì)。
   2. 如果想改變物體的摩擦或彈性，需要在 Collider 的 Material 屬性中設置。
3. 多個 Collider 時的材質(zhì)組合：
   1. 如果一個 Rigidbody 下有多個 Collider，各 Collider 的物理材質(zhì)會獨立起作用，Unity 引擎會綜合計算其交互效果。
4. 性能優(yōu)化：
   1. 為復雜的動態(tài)物體使用盡量少的 Collider，以降低性能消耗。

總結(jié)

• Collider 2D 上的物理材質(zhì)控制物體的表面物理屬性（摩擦和彈性）。
• Rigidbody 2D 控制物體的運動和動力學行為，但不直接接受物理材質(zhì)設置。 如果你的場景中有多個部分需要不同的物理特性，材質(zhì)應該綁定在相應的 Collider 上。