阅 物理模块浅析[原理分析] 自我摘录

仰天大笑出门去,我辈岂是蓬蒿人。这篇文章主要讲述阅 物理模块浅析[原理分析] 自我摘录相关的知识,希望能为你提供帮助。

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目录


一.Mesh组件与物理


二.物理的创建时机


2.1 UStaticMeshComponent的物理创建


2.2 USkeletalMeshComponent的物理创建


三.物理对象的移动


四.UE4与PhysX


4.1 简单碰撞的物理创建


4.2 复杂碰撞的物理创建


4.3 物理创建的后续工作


五.物理约束Constraint


5.1 简单理解物理约束的原理
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5.2 物理对象自身约束


5.3 物理约束Actor


5.4 物理约束组件


5.5 SkeletalMesh中的物理约束调整


5.6 UE中的物理约束


六.物理材质
一.Mesh组件与物理


首先,在游戏中常见的带有物理的物体一般有5种,虽然这5种类型本质上产生物理的规则都大同小异,但为了方便我们只针对StaticMesh与SkeletalMesh来总结。


1.胶囊体一类(USphereComponent,UBoxComponent,UCapsuleComponent)


2.静态网格物体StaticMesh


3.骨骼网格物体SkeletalMesh


4.Landscape地形


5.PhysicsVolume(BrushComponent)


任何Actor上面都可以挂上N多个组件,因此一个玩家身上就可以有多个UStaticMeshCompnent与USkeletalMeshCompnent(一般还有一个胶囊体作为根组件)。举个简单的例子,玩家自身的模型是一个USkeletalMeshCompnent,然后身上的衣服装备就可以用一个UStaticMeshCompnent来表示。二者最大的差别就是SkeletalMesh可以产生动画,因此他自身的每个骨骼物理也就需要跟随动画而改变,所以相比StaticMesh要复杂不少。


对于一个静态网格物体StaticMesh,他的物理一般在建模软件里面就应该创建好,导入到编辑器时UE就会根据导入的数据创建物理信息,当然UE4本身也提供了物理碰撞的创建,如图1-1所示。不过无论哪种做法,本质上都是在编辑器里给UStaticMeshComponent构建一个UBodySetup,在开始游戏的时候在创建运行时的基本物理数据UBodyInstance。
对于骨骼网格物体SkeletalMesh,由于数据比较多,他的物理数据存储在PhysicsAsset里面。在游戏运行的时候,SkeletalMeshComponent会读取物理资产里面的数据UBodySetup随后再通过UBodySetup给角色创建对应的基本物理数据UBodyInstance。
下面的图片描述了Mesh、 Component与物理基本类的基本关系

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文章图片

三.物理对象的移动


在UE里面,移动逻辑是通过移动组件来完成的。一般来说,一个可移动角色身上要至少挂一个移动组件(控制移动),一个胶囊体组件(也可以是球形等,作为移动组件控制的对象)。


胶囊体身上挂载着简单类型的物理碰撞,移动时必须要带着其身上的物理一起移动。图3-1是移动组件触发物理移动的调用堆栈。简单描述一下,移动组件通过调用胶囊体的InternalSetWorldLocationAndRotation来真实的更新其位置与旋转,更新后会通过函数OnUpdateTransform来触发其物理对象的更新,即UPrimitiveComponent::SendPhysicsTransform。这一步会执行胶囊体身上对应的BodyInstance位置与旋转的更新,再深入一些就是更新物理引擎里面的PxRigidActor对象了。
四.UE4与PhysX前面我们已经了解到BodyInstance在UE逻辑里是一个运行时的物理的基本单位。而实际在PhysX引擎中,也同样存在一个物理基本单位,这个物理单位就PxRigidActor。一个BodyInstance对应一个PxRigidActor(实际上就是BodyInstance::InitBody时创建一个对应的PxRigidActor),这样我们就可以将UE引擎与PhysX引擎结合起来使用了。
这个问题确实值得我们深思,而且不同情况下检测的方法是不一样的。举个例子,想知道两个球是否产生碰撞,那么只要判断两个球心的距离就可以了。而两个复杂模型的碰撞,可能需要通过判断两个三角面是否有交集来判断。我这里提出这个问题,只是想提醒大家,物理引擎里面的Actor也一样需要知道其本身的形状,然后进一步来处理碰撞逻辑。所以,在创建一个基本物理单位PxRigidActor之后,我们还需要给其创建基本的几何形状(在引擎里面叫做Shape),这个逻辑的处理就在函数UBodySetup::AddShapesToRigidActor(新版本叫UBodySetup::AddShapesToRigidActor_AssumesLocked)。看到这个函数,我们就知道Shape是通过UBodySetup来创建的,同时这个几何形状的数据也是存储在UBodySetup里面的。
PhysX里面提供的类型有下面几种,官方声称前四种是简单碰撞,第五种是复杂碰撞,而实际上凸面体碰撞的处理与三角面相似,所以也可以理解为复杂碰撞:
  1. PxSphereGeometry 球形
  2. PxBoxGeometry 盒子
  3. PxCapsuleGeometry 胶囊体(SkeletalMesh常用)
  4. PxConvexMeshGeometry 凸面体
  5. PxTriangleMeshGeometry 三角面



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