控制沿路径移动的非运动刚体

Question

我正在为 Unity 开发一款适用于 Android 的无尽奔跑游戏。我不想使用运动学刚体。因此涉及物理，但刚体应该默认沿着预定义的路径运行。 （并通过用户操作跳跃或改变车道）。直线移动很容易。我已经做到了，但我希望在游戏的下一个阶段有回合。它似乎有效，但有时会变得紧张，并且转弯不像我想要的那样平滑。如果我提高速度，玩家就会变得不稳定。能否请您帮我优化代码以使无论速度如何都能获得更顺畅的转弯。

据我搜索，我无法在互联网上找到答案，可能人们更频繁地使用运动学刚体，而不是处理物理问题。所以我使用.AddForce 和.AddTorque。我现在使用带有预定义转弯（路段）的预制件。所以它是随着玩家移动而产生的。每个道路预制件都有一条用于移动路径的样条曲线（我想是基于 Unity 2015 程序样条曲线生成视频的免费资产）。所以玩家沿着样条线拾取一个节点并将其设置为目标并使用它的旋转转向使用 AddTorque。

如果我切换到运动学刚体可能会更容易。也许这是理想的，但我坚持这样做是为了学习物理，有些人可能会发现它对另一个项目有用，因为没有足够的资源。

void FixedUpdate()
  {


    if (!jump)
    {
        //maxangle = Mathf.Clamp(r.velocity.magnitude * 2f,3,15f);
        maxangle = r.velocity.magnitude;

        r.constraints = RigidbodyConstraints.None;
        r.constraints = RigidbodyConstraints.FreezeRotationZ | RigidbodyConstraints.FreezeRotationX;
        TurnToTarget(transform, sample.Rotation,target, maxangle);
        r.constraints = RigidbodyConstraints.None;
        r.constraints = RigidbodyConstraints.FreezeRotationZ | RigidbodyConstraints.FreezeRotationX | RigidbodyConstraints.FreezeRotationY;
    }
    //Debug.Log(currentroad.transform.name + maxangle);

    if (!GameManager.gameManager.dead  && running)
    {
        r.isKinematic = false;
        //Debug.Log(transform.position.y);
        var speed = r.velocity.magnitude;
        Vector3 directionOfTarget = (target - transform.position).normalized;

        if (speed < runspeed)
        {
            //r.velocity += Vector3.forward * 1f;
            Debug.Log(r.velocity.z+ " " + r.velocity.magnitude);
            Debug.Log(directionOfTarget);
            r.AddForce(directionOfTarget* (runspeed-speed), ForceMode.VelocityChange);
        }
        if (transform.position.y > 2.7f)
        {
            r.mass = 50000f;
            Physics.gravity = new Vector3(0, -100f, 0);
        }
        if (grounded)
        {
            r.mass = 10f;
            Physics.gravity = new Vector3(0, -10f, 0);
        }

private void TurnToTarget(Transform transform, Quaternion targetrot, Vector3 movePoint, float maxTurnAccel)
 {
      Vector3 directionOfTarget = (movePoint -transform.position).normalized;
      Vector3 directionInEulers = targetrot.eulerAngles;

      Vector3 offsetInEulers = ClampHeading(directionInEulers) - ClampHeading(transform.eulerAngles);
    offsetInEulers = ClampHeading(offsetInEulers);
    //optional

    Vector3 angularVelocity = r.angularVelocity / Time.fixedDeltaTime;
    if (offsetInEulers.sqrMagnitude < Mathf.Pow(maxTurnAccel, 2))
    {
        if (offsetInEulers.y < 0)
        {
            if (angularVelocity.y < offsetInEulers.y)
            {
                offsetInEulers.y = -offsetInEulers.y;
            }
        }
        else
        {
            if (angularVelocity.y > offsetInEulers.y)
            {
                offsetInEulers.y = -offsetInEulers.y;
            }
        }
        if (offsetInEulers.x > 0)
        {
            if (angularVelocity.x < -offsetInEulers.x)
            {
                offsetInEulers.x = -offsetInEulers.x * 2;
            }
        }
        else
        {
            if (angularVelocity.x > -offsetInEulers.x)
            {
                offsetInEulers.x = -offsetInEulers.x * 2;
            }
        }
        if (offsetInEulers.z > 0)
        {
            if (angularVelocity.z < -offsetInEulers.z)
                offsetInEulers.z = -offsetInEulers.z * 2;
        }
        else
        {
            if (angularVelocity.z > -offsetInEulers.z)
                offsetInEulers.z = -offsetInEulers.z * 2;
        }
    }
    offsetInEulers = ClampVector(offsetInEulers, -maxTurnAccel, maxTurnAccel);
    //Debug.Log(currentroad + " " + offsetInEulers + " " + r.angularVelocity + " " + directionOfTarget + " " + ClampHeading(directionInEulers)+" " +transform.eulerAngles);

    r.AddRelativeTorque(transform.up * offsetInEulers.y);
    //r.AddTorque(offsetInEulers*r.velocity.magnitude);

}

Answer 1

您可以查看样条曲线。您可以通过计算在角色从一个点移动到另一个点时需要多少个点才能使移动看起来平滑，从而减少沿路径移动角色的计算量。

当角色快速移动时，有时会使用模糊效果来减少需要绘制的多边形数量。

Answer 2

首先

首先要注意的是这段代码：

    if (transform.position.y > 2.7f)
    {
        r.mass = 50000f;
        Physics.gravity = new Vector3(0, -100f, 0);
    }
    if (grounded)
    {
        r.mass = 10f;
        Physics.gravity = new Vector3(0, -10f, 0);
    }

如果看起来你正在操纵质量以达到“停止”的效果。如果玩家在空中，你可以用高重力值将他们猛击到地面，以迅速减慢他们的速度。操纵运动中物体的质量会导致很多问题，尤其是当您在同一物理框架中施加力时。我看到你使用 ForceMode.VelocityChange 来解决这个问题，所以对你表示敬意。但是，当您向对象添加相对扭矩时，其影响在很大程度上取决于质量。

直接改变物体的质量不会自动缩放物体当前的线性和角动量。相反，当您将质量增加到 50,000f 时，您会通过以下方式增加动量：

50,000 / (prior mass).

动态改变质量通常会导致问题。我建议找到一种不同的解决方案来迫使你的玩家在不涉及操纵质量的地面上（以及较小的关注点，重力）。也许将刚体.position 向下倾斜，或者施加向下的冲力可以达到相同的效果，而不会出现错误的风险。

第二

所有这些逻辑都发生在 FixedUpdate() 循环中。这与运行每一帧的 Update() 循环是分开的。我看到您正在访问一些特定于框架的数据，尤其是 transform.position 和 transform.eulerAngles。有可能在下一个帧周期发生之前发生了 2 个物理周期，结果如下：

Update() - transform is updated
FixedUpdate() - reads most recent transform data
Update() - transform is updated
FixedUpdate() - reads most recent transform data
FixedUpdate() - reads most recent transform data
Update() - transform is updated

由于您的某些游戏逻辑基于变换数据，FixedUpdate() 有时会在更新之前进行双重操作，从而导致动作抖动。

我建议避免在 FixedUpdate() 中进行任何转换读取，而是使用 RigidBody.position。更改旋转有点微妙，但RigidBody.MoveRotation 在这里也可能有用。