2D 关节组件

物理系统包含了一系列用于链接两个刚体的关节组件。关节组件可以用来模拟真实世界物体间的交互,比如铰链,活塞、绳子、轮子、滑轮、机动车、链条等。学习如何使用关节组件可以创建一个真实有趣的场景。

注意

  1. 关节组件在 Builtin 2D 物理模块中是无效的。
  2. 关节组件都需要搭配 刚体 才可以正确运行。如下图所示:

    with-body

添加关节

属性检查器 上点击 添加组件 按钮并输入 2D 关节的组件名。

add-joint

关节的共用属性

虽然每种关节都有不同的表现,但是它们也有一些共同的属性:

属性 说明
ConnectedBody 关节链接的另一端的刚体
注意:在 v3.7 版本中,如该属性没有被设置,则会默认取原点 [0, 0],以与 3D 物理 中的约束在实现上统一
由于目前 2D 世界的坐标原点默认取 Canvas 所在的左下角,此时关节的 ConnectedBody 会连接到左下角。如果觉得这样对开发不太方便,可以通过将 Canvas 进行偏移的方式来处理; 而由于 Canvas 组件本身无法修改其位置信息,可以在通过给 Canvas 组件所在的节点添加父节点并偏移父节点来解决
Anchor 关节本端链接的刚体的锚点
ConnectedAnchor 关节链接另一端刚体的锚点
CollideConnected 关节两端的刚体是否能够互相碰撞

每个关节都需要链接两个刚体才能够发挥它的功能,我们把和关节挂在同一节点下的刚体视为关节的本端,把 ConnectedBody 视为另一端的刚体。通常情况下,每个刚体会选取自身周围的某个位置设定成锚点。根据关节组件类型的不同,锚点决定了物体的旋转中心,或者是用来保持一定距离的坐标点,等等。

CollideConnected 属性用于确定关节两端的刚体是否需要继续遵循常规的碰撞规则。

如果你现在准备制作一个布娃娃,你可能会希望大腿和小腿能够部分重合,然后在膝盖处链接到一起,那么就需要设置 CollideConnected 属性为 false。如果你准备做一个升降机,希望升降机平台和地板能够碰撞,那么就需要设置 CollideConnected 属性为 true。

调整锚点

在场景中可以通过点击并拖拽 gizmo-a 来调整 Anchor 属性,通过 gizmo-b 来调整 ConnectedAnchor

gizmo

距离关节

属性检查器 上点击 添加组件 并输入 DistanceJoint2D 则可以添加距离关节。

distance-joint

距离关节(Distance Joint) 会将关节两端的刚体约束在一个最大范围内。超出该范围时,刚体的运动会互相影响。

distance-joint

低于该范围则不会互相影响。

dis

属性

属性 说明
MaxLength 最大距离
AutoCalcDistance 是否自动计算关节连接的两个刚体间的距离

固定关节

属性检查器 上点击 添加组件 并输入 FixedJoint2D 则可以添加固定关节。

fixed

固定关节(Fixed Joint),根据两个物体的初始角度将两个物体上的两个点固定在一起。

fixed

属性

属性 说明
Frequency 弹性系数
DampingRatio 阻尼,表示关节变形后,恢复到初始状态受到的阻力

铰链关节

属性检查器 上点击 添加组件 并输入 HingeJoint2D 则可以添加铰链关节。

hinge

铰链关节(Hinge Joint),可以看做一个铰链或者钉,刚体会围绕一个共同点来旋转。

hinge

属性

属性 说明
EnableLimit 是否开启关节的限制
LowerAngle 角度的最低限制
UpperAngle 角度的最高限制
EnableMotor 是否开启关节马达
MaxMotorTorque 可以施加到刚体的最大扭矩
MotorSpeed 期望的马达速度

启用马达速度后,关节连接的刚体会尝试逐渐加速到期望速度。

speed

motor

相对关节

属性检查器 上点击 添加组件 并输入 RelativeJoint2D 则可以添加相对关节。

relative

相对关节(Relative Joint),控制两个刚体间的相对运动。

relative

属性

属性 说明
MaxForce 可以应用于刚体的最大的力值
MaxTorque 可以应用于刚体的最大扭矩值
CorrectionFactor 位置矫正系数,范围为 [0, 1]
LinearOffset 关节另一端的刚体相对于起始端刚体的位置偏移量
AngularOffset 关节另一端的刚体相对于起始端刚体的角度偏移量
AutoCalcOffset 自动计算关节连接的两个刚体间的 angularOffset 和 linearOffset

滑动关节

属性检查器 上点击 添加组件 并输入 SliderJoint2D 则可以添加滑动关节。

slider

滑动关节(Slider Joint),两个刚体位置间的角度是固定的,它们只能在一个指定的轴上滑动。如下图蓝色方块虽然受重力影响,但实际上由于关节的约束,只能沿设定的方向运动。

slider

属性

属性 说明
Angle 滑动的方向
AutoCalcAngle 根据连接的两个刚体自动计算滑动方向
EnableMotor 是否开启关节马达
MaxMotorForce 可以施加到刚体的最大力
MotorSpeed 期望的马达速度
EnableLimit 是否开启关节的距离限制
LowerLimit 刚体能够移动的最小值
UpperLimit 刚体能够移动的最大值

弹簧关节

属性检查器 上点击 添加组件 并输入 SpringJoint2D 则可以添加弹簧关节。

spring

弹簧关节(Spring Joint),将关节两端物体像弹簧一样连接在一起。

spring

属性

属性 说明
Frequency 弹性系数
DamingRatio 阻尼,表示关节变形后,恢复到初始状态受到的阻力
Distance 关节两端的距离
AutoCalcDistance 自动计算关节连接的两个刚体间的距离

轮子关节

属性检查器 上点击 添加组件 并输入 WheelJoint2D 则可以添加轮子关节。

wheel

轮子关节(Wheel Joint),用于模拟机动车车轮。

wheel

在模拟现实中四驱的情况下,可以考虑将前后轮的轮子关节都启用 EnableMotor,而非四驱的情况下可以考虑只启用驱动轮的 EnableMotor。 图示中仅前轮开启了 EnableMotor,从而模拟前驱的情况。

属性

属性 说明
Angle 轮子震动方向
EnableMotor 是否开启关节马达
MaxMotorTorque 可以施加到刚体的最大扭矩
MotorSpeed 期望的马达速度
Frequency 弹性系数
DampingRatio 阻尼,表示关节变形后,恢复到初始状态受到的阻力

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