Unity的使用（五）：碰撞器和触发器_unity 碰撞器和触发器同时用

碰撞是游戏开发无法回避的一个话题，当我们的利刃划过敌人的躯体，子弹击中目标的头部，这些都是游戏物体和游戏物体之间的碰撞。那么我们怎么为我们想要的碰撞附加我们想要执行的事件函数呢？下面就为大家揭晓。

一. 碰撞器(Collider)

碰撞器(Collider)是组件，加了碰撞器的游戏物体才可能实现碰撞效果。在Unity内部提供了许多碰撞器，通过Add Component -> Physics可以添加3D碰撞器组件¹。Unity提供的组件有：BoxCollider(盒碰撞器), SphereCollider(球碰撞器), CapsuleCollider(胶囊碰撞器), MeshCollider(网格碰撞器), WheelCollider(轮子碰撞器，用来创建交通工具), TerrainCollider(地形碰撞器), CharacterController(角色控制器)。

其中前三种为基元碰撞器，MeshCollider为常用碰撞器（后几种碰撞器有着特殊作用）。其中BoxCollider结构最简单，消耗最小，而MeshCollider最为复杂，消耗很高，且需要提供网格模型。

当两个碰撞体(Collider)发生了碰撞(Collision)，且其中至少一个附加了刚体(Rigibody)，会向它们附加的对象发射三条碰撞信息，可以在脚本里处理这些信息。

//其中collision为本次碰撞信息集合，从中可以读取与之发生碰撞的碰撞体，碰撞的冲击力等信息
private void OnCollisionEnter(Collision collision) { }    //当两个碰撞体刚互相接触时
private void OnCollisionStay(Collision collision) { }    //当两个碰撞体持续保持接触状态时
private void OnCollisionExit(Collision collision) { }    //当两个碰撞体停止互相接触时
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这里要详细介绍一下网格碰撞体(MeshCollider)，其采用网格资源并基于该网格构建其碰撞体：

碰撞网格使用背面剔除，如果对象与图形方式背面剔除的网格碰撞，则不会以物理方式与它碰撞（故两个网格碰撞体无法碰撞）。但若是该网格碰撞体标记为凸体(Convex)，则可以和其它网格碰撞体发生碰撞，标记为凸体的网格碰撞体网格限制为255个三角形。

二. 触发器(Trigger)

当我们需要检测游戏角色进入到某个房间里，这个时候你可能就会需要用到触发器了。触发器和碰撞器类似，碰撞器只需要将勾选上IsTrigger属性框就成了触发器。触发器发生碰撞时，同样会向它们附加的对象发射三条触发信息，不同的是其并不会发生物理碰撞效果。通过以下函数处理触发信息：

//其中collider为发生碰撞的碰撞体
private void OnTriggerEnter(Collider collider) { }    //当碰撞体进入到触发器时
private void OnTriggerStay(Collider collider) { }    //当碰撞体和触发器有重叠区域时
private void OnTriggerExit(Collider collider) { }    //当碰撞体离开触发器时
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三. 刚体

刚体(Rigibody)，为游戏对象赋予物理属性，使游戏对象实现现实世界中的运动效果的组件。刚体²是物理引擎中最基本的组件，通过刚体组件，可以为游戏物体添加一些常见的物理属性，如质量，摩擦力，碰撞参数等。

刚体的插值(Interpolate)：物体运动插值模式，当发现刚体运动时抖动，可以尝试变换下面选项：

• None: 无，不应用插值；
• Interpolate: 内插值，基于上一帧Transform来平滑本帧Transform；
• Extrapolate: 外插值，基于预测的下一帧Transform来平滑本帧Transform；

刚体的三种碰撞检测模式(CollisionDetection)：

• Discrete: 离散检测模式，普通默认状态，不适用于高速运动的物体，会有穿透的问题；尽量使用这一种；
• Continuous: 连续检测，更加精细的碰撞检测，但是比较消耗性能；在这种状态下，此刚体与其它普通刚体碰撞时，仍使用Discrete的碰撞检测，与没有刚体的MeshCollider碰撞就会转为连续检测，防止穿过所有静态碰撞体；
• Continuous Dynamic: 动态连续检测，对没有刚体的MeshCollider，和处在Continuous或ContinuousDynamic状态下的刚体使用连续碰撞检测，对其它刚体使用Discrete检测，防止对象穿过所有静态碰撞体及设置为Continuous或ContinuousDynamic的刚体。

四. 发生碰撞触发的条件

不是随随便便两个物体附加了碰撞体都可以发生碰撞，无论是发生碰撞还是触发都有一定的条件的。一般发生碰撞(触发)，至少一方身上挂有刚体(Rigibody)。在了解发生条件之前，我们先要了解这几种碰撞体状态：

1. Static Collider 静态碰撞器
   静态碰撞器是指一个包含碰撞器但不含刚体的游戏对象，这种游戏对象应当保持静止或很少移动。因此十分适用于环境几何结构，它们在与刚体发生碰撞时不会移动；
2. Rigidbody Collider 刚体碰撞体
   是指同时包含了刚体和碰撞体的游戏物体，受物理引擎影响。
3. Kinematic Rigidbody Collider 运动学刚体碰撞体
   此游戏对象同样包含有碰撞体和刚体，不同的是，它的刚体是运动学的（不受物理影响，只能直接设置）。适用于要经常四处移动的静态碰撞体，来发送触发器(Trigger)事件的情况。能够用来唤醒其它休眠的刚体。

则几种碰撞体相互之间碰撞触发的条件为：

触发器的触发发生条件：

附录：物理设置

默认情况下，碰撞体会和所有满足条件的碰撞体发生碰撞。但有些时候，我们希望某个碰撞体只和特定的碰撞体发生碰撞，这可以通过在Edit->ProjectSettings->Physics中设置。各个版本的Unity该选项的内容可能不同，建议根据Unity用户手册->Working in Unity->Editor Features->Project Settings->Physics中详细了解各个属性的作用。

这里以Unity2017的Physics为例：

其中的各个属性为：

• Gravity: 设定全局重力大小，需要注意的是，如果你增大了默认重力，最好同时增加DefaultSolverIterations值来维持稳定接触；
• Default Material: 设置碰撞体的默认物理材质，当碰撞体没有分配物理材质时，将为其分配默认材质；
• Bounce Threshold: 设置一个速度值，当两个碰撞体的相对速率小于这个值时，它们不会再弹开。这个值也用来减少抖动，因此不推荐设置的很小；
• Sleep Threshold: 设置一个全局动能值，非运动学刚体动能小于这个值的将会进入休眠状态（不再每帧更新）以减小性能消耗；
• Default Contact Offset: 设定碰撞检测系统判定发生碰撞时两个碰撞体间的最大的距离，这个值必须为正，且如果太过于接近零将造成抖动；
• Default Solver Iterations: 定义在每个物理帧有多少个求解器（小型物理引擎，决定物理间的相互作用）运行。这将影响求解器输出的质量（当物理更新改变或有额外的需求时建议更改值），它可以减少由关节或接触产生的抖动；
• Default Solver Velocity Iterations: 定义在每个物理帧有多少个求解器执行速度进程。这将影响刚体（碰撞后）反弹的准确性。当你需要获得具有多个刚体的游戏物体碰撞后的准确表现结果，尝试增加这个值；
• Queries Hit Backfaces: 若被勾选，则允许对碰撞体的网格三角形执行背面检测（如从一个碰撞体内部发出的射线可以检测到该碰撞体）；
• Queries Hit Triggers: 若被勾选，则意味着物理检测（如射线）可以检测到触发器；
• Enable Adaptive Force: 若被勾选，则采用适应力。当一个力作用于一整堆物体（如一整堆箱子）时，适应力能提供一个更真实的表现。
• Enable PCM: 若被勾选，则启用Persistent Contacts Manifold方式生成碰撞；
• Auto Simulation: 若被勾选，则自动运行物理模拟或允许对其直接控制；
• Layer Collision Matrix: 层碰撞矩阵，其中的Water, UI等层就是在Edit->Project Settings->Tags And Layers中Layers里设定的层。打勾表示该行该列对应的两个层上的碰撞体可以发生碰撞，没有勾则表示对应的两个层上的碰撞体不能发生碰撞；

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1. 除了3D碰撞器，也有2D碰撞器，在Physics2D里。当我们进行2D游戏开发时，自然使用的就是2D碰撞器了，这里就不详细介绍了。 ↩︎

2. 有2D碰撞器，自然也有2D刚体，为Rigidbody2D。 ↩︎