Unity3D学习日志第13天：深入探索关节系统与布料模拟技术

关节（Joint）是Unity中的一种物理组件，用来模拟游戏对象之间相互连接的效果。
通过关节，我们在游戏中可以用于模拟刚体之间的连接、门的开关、角色布娃娃系统等效果。


铰链关节
由两个刚体组成，刚体之间的运动约束类似于铰链连接，可用于模拟门的开关，钟摆的摆动等物理效果
固定关节
将两个刚体粘连在一起，当一个刚体运动时会带动另外一个刚体运动，效果类似于父子关系
弹簧关节
将两个刚体用弹簧连接，拉伸或挤压它们会产生拉力或弹力
角色关节
可用于模拟角色的骨骼关节，可用于布娃娃系统
可配置关节
可通过配置参数来模拟以上四种关节，功能强大而灵活，使用也相对复杂


HingeJoint 铰链关节
铰链关节 (Hinge Joint) 将两个刚体 (Rigidbody) 组合在一起，从而将其约束为如同通过铰链连接一样进行移动。它十分适合门，也可用


于对链条、钟摆等进行建模。


HingeJoint 铰链关节属性
连接体 (Connected Body)：对关节 (Joint) 所依赖的刚体 (Rigidbody) 的可选引用。如果未设置，则关节 (Joint) 连接到世界坐标。
锚点 (Anchor)：主体围绕其摇摆的轴的位置。该位置在局部坐标空间中定义。
轴 (Axis)：主体围绕其摇摆的轴的方向。该方向在局部坐标空间中定义。
使用弹簧 (Use Spring)：弹簧 (Spring) 使刚体 (Rigidbody) 相对于其连接体达到特定角度。
弹簧 (Spring)：启用使用弹簧 (Use Spring) 时使用的弹簧 (Spring) 的属性。
弹簧 (Spring)：对象为移动到位所施加的力。
阻尼 (Damper)：此值越高，对象减慢的幅度越大。
目标位置 (Target Position)：弹簧 (Spring) 的目标角度。弹簧 (Spring) 会拉向此角度（以度数为单位测量）。
使用电机 (Use Motor)：电机使对象旋转。
电机 (Motor)：启用使用电机 (Use Motor) 时使用的电机 (Motor) 的属性。
目标速率 (Target Velocity)：对象尝试达到的速度。
力 (Force)：为达到该速度而应用的力。
自由旋转 (Free Spin)：如果启用，则电机从不用于对旋转制动，仅进行加速。
使用限制 (Use Limits)：如果启用，则铰链角度会限制在最小 (Min) 和最大 (Max) 值内。
限制 (Limits)：启用使用限制 (Use Limits)s 时使用的限制 (Limits) 的属性。
最小 (Min)：旋转可以达到的最小角度。
最大 (Max)：旋转可以达到的最大角度。
最小反弹 (Min Bounce)：对象在命中最小停止时反弹的量。
最大反弹 (Max Bounce)：对象在命中最大停止时反弹的量。
折断力 (Break Force)：为使此关节 (Joint) 折断而需要应用的力。
折断扭矩 (Break Torque)：为使此关节 (Joint) 折断而需要应用的扭矩。


弹簧关节（ Spring Joint ）


弹簧关节（ Spring Joint ）用于模拟两个刚体之间用弹簧连接的效果。当2个刚体之间的距离发生变化时，弹簧关节会产生弹力或者拉力来


恢复刚体的初始距离。
连接体 (Connected Body)：对关节 (Joint) 所依赖的刚体 (Rigidbody) 的可选引用。
锚点 (Anchor)：对象局部坐标空间中定义关节 (Joint) 中心的位置（静止时）。这不是将对象拉向的位置。
X、Y、Z：关节 (Joint) 局部坐标中心沿 X / Y / Z 轴的位置。
弹簧 (Spring)：弹簧的强度。
阻尼 (Damper)：弹簧在处于活动状态时缩减的量
最小距离 (Min Distance)：大于此值的距离不会使弹簧激活。
最大距离 (Max Distance)：小于此值的距离不会使弹簧激活。
折断力 (Break Force)：使此关节 (Joint) 折断所需的力。
折断扭矩 (Break Torque)：使此关节 (Joint) 折断所需的扭矩。


角色关节CharacterJoint
连接体 (Connected Body)：对关节 (Joint) 所依赖的刚体 (Rigidbody) 的可选引用。如果未设置，则关节 (Joint) 连接到世界坐标。
锚点 (Anchor)：游戏对象 (GameObject) 局部坐标空间中关节 (Joint) 围绕旋转的点。
轴 (Axis)：扭曲轴。通过橙色小图示锥形进行展示。
摇摆轴 (Swing Axis)：摇摆轴。通过绿色小图示锥形进行展示。
扭曲下限 (Low Twist Limit)：关节 (Joint) 的下限。
扭曲上限 (High Twist Limit)：关节 (Joint) 的上限。
摇摆 1 限制 (Swing 1 Limit)：有关定义的摇摆轴 (Swing Axis) 的下限
摇摆 2 限制 (Swing 2 Limit)：有关定义的摇摆轴 (Swing Axis) 的上限
折断力 (Break Force)：Th为使此关节 (Joint) 折断而需要应用的力。
折断扭矩 (Break Torque)：为使此关节 (Joint) 折断而需要应用的扭矩。


折断关节 (Joint)
可以使用折断力 (Break Force) 和折断扭矩 (Break Torque) 属性为关节 (Joint) 强度设置限制。如果这些限制小于无穷大，并且将大于


这些限制的力/扭矩应用于对象，则其固定关节 (Fixed Joint) 会毁坏，不再受其限制约束。 


无需将连接体 (Connected Body) 分配给关节 (Joint) 即可使其工作。 
角色关节 (Character Joint) 需要向对象附加刚体 (Rigidbody)


可配置关节Configurable Joint
可配置关节
（Configurable Joint）是一种可以完全自定义各种参数的关节类型，它将PhysX物理引擎中所有关节相关属性都开放出来，因此开发者可以


创造出与其他关节类型行为相似的关节。
可配置关节主要有2类功能：移动/旋转限制 以及移动/旋转加速


布料
布料（Cloth）是Unity中的一类物理组件，用来类似于布料的物理仿真效果。主要有交互布 (Interactive Cloth)和蒙皮布 (Skinned 


Cloth)两种。


交互布 (Interactive Cloth)
交互布 (Interactive Cloth)是在网格上模拟“类似于布”的行为的组件。如果要在场景中使用布，可以使用此组件。
创建交互布：在场景中添加交互布 (Interactive Cloth)，
只需依次选择游戏对象 (Game Object) -> 创建其他 (3D Object) -> 布 (Cloth)。


弯曲刚度 (Bending Stiffness)：布的弯曲刚度。
伸展刚度 (Stretching Stiffness)：布的伸展刚度。
阻尼 (Damping)：对布运动进行阻尼处理。
厚度 (Thickness)：布表面的厚度。
使用重力 (Use Gravity)：重力是否应影响布模拟。
自碰撞 (Self Collision)：布是否会与自己碰撞。
外部加速度 (External Acceleration)：应用于布的恒定外部加速度
随机加速度 (Random Acceleration)：应用于布的随机外部加速度
网格 (Mesh)：由交互布 (Interactive Cloth) 用于模拟的网格
摩擦力 (Friction)：布的摩擦力。
密度 (Density)：布的密度。
压力 (Pressure)：布内部的压力。
碰撞响应 (Collision Response)：将应用于碰撞刚体 (Rigidbody) 的力的大小。
附件撕裂系数 (Attachment Tear Factor)：附加刚体 (Rigidbody) 在撕下之前需要伸展的距离。
附件响应 (Attachment Response)：将应用于附加刚体 (Rigidbody) 的力的大小。
撕裂系数 (Tear Factor)：布顶点在布撕裂之前需要伸展的距离。
附加碰撞体 (Attached Colliders)：包含附加到此布的碰撞体 (Collider) 的数组


布渲染器 (Cloth Renderer)
投射阴影 (Cast Shadows)：如果选中，则布会投射阴影
接收阴影 (Receive Shadows:如果启用，则布可以接收阴影
材质 (Materials):布将使用的材质。
使用光探头 (Use Light Probes):如果选中，则将启用光探头。
光探头锚点 (Light Probe Anchor):光探头光照在渲染器边界中心或锚点（如果分配）位置处进行内插。
不可见时暂停 (Pause When Not Visible):如果选中，则在相机未渲染布时不计算模拟。


蒙皮布(SkinnedCloth)
蒙皮布 (SkinnedCloth) 组件与蒙皮网格渲染器 (SkinnedMeshRenderer) 结合作用以对角色模拟衣物。
如果具有使用蒙皮网格渲染器 (SkinnedMeshRenderer) 的动画角色，则可以将蒙皮布 (SkinnedCloth) 组件 添加到具有蒙皮网格渲染器 


(SkinnedMeshRenderer) 的游戏对象，使其表现得更加栩栩如生。
当导入的网格是蒙皮时，蒙皮网格渲染器将会自动添加到导入的网格。


投射阴影 (Cast Shadows)（仅限专业版）:如果勾选该选项，当阴影创建光照射在网格上时，该 网格 (Mesh) 将会创建阴影。
接收阴影 (Receive Shadows)（仅限专业版）:如果启用该功能，该网格 (Mesh) 将显示投射到其上的所有阴影
材质 (Materials):渲染模型的材质 (Materials) 列表。
质量 (Quality):影响每个顶点的最大骨骼数量。
离屏更新 (Update When Offscreen):如果启用该功能，蒙皮网格 (Skinned Mesh) 将在离屏后更新。如果禁用该功能，这也将禁止动画更新


。
范围 (Bounds):这些范围确定蒙皮网格何时处于离屏状态。边界框也显示在场景视图 (SceneView) 中。范围是根据模型文件中的网格 


(Mesh) 和动画在导入时预先计算出的。
网格 (Mesh):该渲染器使用的网格。