Unity 物理系列五 关节

参考
https://docs.unity.cn/cn/2019.4/Manual/Joints.html
Unity物理关节全解析

关节组件将刚体连接到另一个刚体或空间中的固定点。关节施加使刚体移动的力，而关节限制功能可以限制该移动。

Unity 提供的以下关节可以对刚体组件施加不同的力和限制，从而使这些刚体具有不同的运动。

一、CharacterJoint角色关节

https://docs.unity.cn/cn/2019.4/Manual/class-CharacterJoint.html)

角色关节 (Character Joint) 主要用于布娃娃效果。此类关节是延长的球窝关节，可在每个轴上限制该关节，例如臀部或肩膀。沿所有线性自由度约束刚体移动，并实现所有角度自由度。连接到角色关节 (Character Joint) 的刚体围绕每个轴进行定向并从共享原点开始转动。

关于布娃娃和角色关节，本系列后续专门搞一篇来研究一下。

二、ConfigurableJoint可配置关节

https://docs.unity.cn/cn/2019.4/Manual/class-ConfigurableJoint.html
模拟任何骨骼关节，例如布娃娃中的关节。您可以配置此关节以任何自由度驱动和限制刚体的移动。

当您想要自定义布娃娃的运动并对角色强制实施某些姿势时，这种关节特别有用。使用可配置关节还可以将关节修改为您自行设计的高度专业化关节。

三、FixedJoint固定关节

https://docs.unity.cn/cn/2019.4/Manual/class-FixedJoint.html

限制刚体的移动以跟随所连接到的刚体的移动。当您需要一些可以轻松相互分离的刚体，或者您想连接两个刚体的移动而无需在 Transform 层级视图中进行父级化时，这种关节很有用。

固定关节 (Fixed Joint) 将对象的移动限制为依赖于另一个对象。这有点类似于管控 (Parenting)，但是实现的方式是通过物理系统而不是变换 (Transform) 层级视图。使用固定关节的最佳场合是在希望对象可以轻松相互分离时，或者在没有管控情况下连接两个对象的移动。

在游戏中有时可能希望对象永久或暂时粘在一起。固定关节可能是比较适合用于这些情况的组件，因为不必通过脚本更改对象的层级视图来实现所需的效果。代价是所有使用固定关节的对象都必须使用刚体。

例如，如果要使用“粘性手榴弹”，可写一个脚本来检测与另一刚体（如敌人）的碰撞，然后创建一个固定关节并附加到该刚体。然后，当敌人四处移动时，关节将使手榴弹紧贴在他们身上。

四、HingeJoint铰链关节

https://docs.unity.cn/cn/2019.4/Manual/class-HingeJoint.html

在一个共享原点将一个刚体连接到另一个刚体或空间中的一个点，并允许刚体从该原点绕特定轴旋转。用于模拟门和手指关节。 也可用于模拟链条、钟摆等对象。

参考 Unity 关节

1.Hinge小车案例

在这个例子中，车头转向前进时，会带动车厢。

image.png

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

//主要控制车头，然后车头通过铰链和车厢连接

public class DriveControl : MonoBehaviour
{

    public GameObject[] obj_lunzi;
    public GameObject Car_Head;

    public float Speed_Rorate = 10f;
    public float Angla_Rorate = 60f;

    public float Speed_Move = 10f;

    public float AnglesNow = 0f;//最大转向角度

    void Update()
    {

        float hor = Input.GetAxis("Horizontal");//左右偏离度
        HeadRorate(hor);
        float var = Input.GetAxis("Vertical");
        HeadMove(var);
    }

    //车头轮子转向控制
    void HeadRorate(float hor)
    {
        if (Mathf.Abs(hor - 0.0f) <= 0.1f)
            return;

        foreach (GameObject e in obj_lunzi)
        {
            if (e.transform.localEulerAngles.y <= 180)
                AnglesNow = e.transform.localEulerAngles.y;
            else if (e.transform.localEulerAngles.y > 180)
                AnglesNow = e.transform.localEulerAngles.y - 360;

            float newAngles = Time.deltaTime * hor * Speed_Rorate;
            //和移动一样，每一帧都在旋转，不过最大旋转到Angla_Rorate
            if (Mathf.Abs(AnglesNow + newAngles) >= Angla_Rorate)
                newAngles = 0;

            e.transform.Rotate(Vector3.right, newAngles, Space.Self);
        }
    }

    //车头前进
    void HeadMove(float var)
    {
        float PI = 3.1415926f;
        float A = AnglesNow * PI / 180;
        Vector3 Dir = new Vector3(Mathf.Sin(A), 0, Mathf.Cos(A));

        float Speed = Time.deltaTime * var * Speed_Move;
        Car_Head.transform.Translate(Dir.normalized * Speed, Space.Self);
    }

}

五、SpringJoint弹簧关节

https://docs.unity.cn/cn/2019.4/Manual/class-SpringJoint.html

使刚体彼此分开，但使刚体之间的距离略微拉伸。弹簧就像一块弹性物，试图将两个锚点一起拉到完全相同的位置。 拉力的强度与两个点之间的当前距离成比例，其中每单位距离的力由 Spring 属性设定。为了防止弹簧无休止振荡，可以设置 Damper 值，从而根据与两个对象之间的相对速度按比例减小弹簧力。值越高，振荡消失的速度越快。

1.发射小球案例

默认的小球是有弹簧关节的，发射出去后，取消关节，小球就会飞出去

    void FireBall()
    {
        Destroy(obj_ball.GetComponent<SpringJoint>());
        Destroy(obj_ball, 1);
    }