Simple Collider With Rigidbody In Unity

Simple Collider With Rigidbody In Unity

本文主要是简述Unity引擎中

• collider是否需要配合rigidbody使用的问题；

• kinematic rigidbody；

• trigger

• 触发OnCollisionXxx()与OnTriggerXxx()的条件；

资料均来自Unity文档，内容面向新手，较为基础。

Kinematic rigidbody collider

在Unity中，使一个gameobject移动的途径主要有两种：直接更改transform的position实现，以及通过物理引擎驱动实现。前者对于所有gameobject都适用，每个gameobject都有transform，后者需要添加rigidbody组件，使得gameobject按照物理的方式移动。

在Unity中，若希望一个gameobject能被Unity的物理引擎驱动，则应该通过rigidbody组件实现gameobject的移动。否则，只通过transform实现gameobject的移动。

这一点，对于带有collider组件的gameobject同样有效(下文把带有collider组件的gameobject称为collider)。但是，在细节上有进一步的限制。可以试想一下，如果一个collider在场景中是移动的，且不希望其受外力影响，而是直接通过更改transform实现移动，我们需要为其添加rigidbody组件吗？ 如果根据文章第一段的内容，会得出不需要rigidbody组件的结论。但是，实际上，Unity希望开发人员为这个collider添加rigidbody组件，并且将rigidbody组件的Is Kinematic设为true。要理解这样做的原因，需要搞清楚两个概念：static collider，以及kinematic rigidbody。

Static collider

Unity会将没有rigidbody组件的collider视为static collider，这里的static指的是该collider在当前场景的整个生命周期中，其transform的position与scale不会更改，且不会切换enable/disabled状态(collider有一个bool类型的enabled属性，设为false则为disabled，collider无法与其他collider碰撞)，反之，视为dynamic collider。Unity基于这个假设对物理引擎进行了优化，为所有non-rigidbody collider（没有rigidbody组件的collider）进行缓存，进而提升物理引擎的性能，因此，一旦移动static collider则会造成额外的性能开销，甚至可能导致无法解释的问题，原本对static collider的优化反而成了负担。

然而，Unity没有强制限制non-rigidbody collider不能移动(这应该是为了保证引擎的灵活性)，由于rigidbody对于collider起着标记的作用，Unity会把没有rigidbody的collider认为是static collider，把有rigidbody的collider认为是dynamic collider，Unity根据这个假设进行优化。因此，开发人员需牢记一个准则，即为了保证物理引擎的效率，不要为不会移动且scale不会变化且不会切换enabled/disabled的collider添加rigidbody组件，以及为所有可能会移动或scale会变化或会切换enabled/disabled的collider添加rigidbody组件。

但是，为移动的collider添加rigidbody组件，带来了另一个问题，原本不希望受外力影响的collider有了rigidbody组件后会受到外力影响，这该如何解决？—— 将rigidbody的Is Kinematic打开。

Kinematic rigidbody

打开Is Kinematic的rigidbody(称为kinematic rigidbody)不会受到外力的作用，因此，kinematic rigidbody不能通过AddForce()、velocity等物理方式来实现运动，只能通过更改transform与动画驱动的方式来实现gameobject的运动。

下面图示中，左边的是non-kinematic rigidbody，其会受到重力作用而做自由落体运动。右边的是kinematic rigidbody，由于其不受外力作用，因此，不会下落。

由于kinematic rigidbody不受外力作用，因此non-kinematic rigidbody无法推动kinematic rigidbody。如下

但是，kinematic rigidbody可以推动non-kinematic rigidbody。

至此，文章开头的问题已经得到了解释，对于无需外力作用但是需要进行移动的collider，应该添加rigidbody来标记其不是一个static collider，并且打开Is kinematic保证其不受外力作用，且通过transform控制其移动。这样的collider称为kinematic rigidbody collider，如移动的平台，为了使平台上能放置其他游戏对象且能在场景中非物理的移动，应该将其设为kinematic rigidbody collider。

More about kinematic rigidbody

• Kinematic rigidbody除了不受外力作用外，也不受joints的束缚，但是可以通过joints对其他non-kinematic rigidbody进行束缚。

• 可以通过脚本设置rigidbody的IsKinematic属性。这对于布娃娃系统很有用，当角色是通过动画实现运动时，将IsKinematic设为true，当要使其做出物理反应时，将IsKinematic设为false。

• Kinematic rigidbody collider不会被static collider阻拦，会穿过static collider。

• 两个kinematic rigidbody collider交汇无法触发碰撞效果，而是直接穿过。但是，non-kinematic rigidbody collider与kinematic rigidbody collider交汇能触发碰撞效果。

  如下，两个non-kinematic rigidbody collider做相对运动交汇时互相穿过，并不会碰撞，此时OnCollisionXxx()也不会触发。

Trigger

有时，我们不希望一个gameobject有碰撞效果，使其他gameobject能够穿过这个gameobject，但是仍需要collider的碰撞回调(OnCollisionXxx())的功能，这种情况下可以打开collider的Is Trigger，并且通过OnTriggerXxx()来处理交汇时的操作，这样的collider称为trigger，比如待收集的物品，角色可以拾取物品，但是不能被物品阻隔，物品被拾取后还需触发特定事件（如物品数加一），因此，应当将待收集物品设为trigger。如若trigger是运动的，与前文提到理由相同，还应该为其添加kinematic rigidbody组件。

如下，橙色collider每穿过紫色trigger一次，触发OnTriggerXxx()，右上角的count计数就增加1。

触发OnCollisionXxx()与OnTriggerXxx()的条件

两个做相对运动且交汇的collider要触发符合物理的碰撞效果的前提是两个collider均不是trigger且至少一个collider是non-kinematic rigidbody，在这种情况下，才能触发collider的OnCollisionXxx()回调方法。

触发OnTriggerXxx()的条件没有上面那么严格，只要至少一个collider是trigger且至少一个collider是rigidbody即可触发。

总结

关于collider是否使用rigidbody，是否打开Is Kinematic。

关于使用collider还是trigger。