Version: 2018.4
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地形碰撞体

车轮碰撞体

车轮碰撞体 (Wheel Collider) 是一种用于地面交通工具的特殊碰撞体。此碰撞体内置了碰撞检测、车轮物理组件和基于打滑的轮胎摩擦模型。此碰撞体可以用于除车轮以外的其他对象,但专门设计用于有轮的交通工具。

有关使用车轮碰撞体的指南,请参阅 Unity 车轮碰撞体教程

属性

属性: 功能:
Mass 车轮的质量。
Radius 车轮的半径。
Wheel Damping Rate 这是应用于车轮的阻尼值。
Suspension Distance 车轮悬架的最大延伸距离(在局部空间中测量)。悬架始终向下延伸穿过局部 Y 轴。
Force App Point Distance 此参数定义车轮上的受力点。此距离应该是距车轮底部静止位置的距离(沿悬架行程方向),以米为单位。当 forceAppPointDistance = 0 时,受力点位于静止的车轮底部。较好的车辆会使受力点略低于车辆质心。
Center 车轮在对象局部空间中的中心位置。
Suspension Spring 悬架尝试通过增加弹簧力和阻尼力来到达__目标位置 (Target Position)。 | |        Spring__ 弹簧力尝试到达__目标位置。值越大,悬架达到__目标位置__就越快。 | |        Damper__ 抑制悬架速度。值越大,__悬架弹簧__移动就越慢。
        Target Position 悬架沿悬架距离 (Suspension Distance) 的静止距离。1 对应于完全展开的悬架,0 对应于完全压缩的悬架。默认值为 0.5,与常规汽车的悬架行为匹配。
Forward/Sideways Friction 车轮向前和侧向滚动时轮胎摩擦的特性。请参阅下面的_车轮摩擦曲线_部分。
车轮碰撞体 (Wheel Collider) 组件。汽车模型由 ATI Technologies Inc. 提供
车轮碰撞体 (Wheel Collider) 组件。汽车模型由 ATI Technologies Inc. 提供

详细信息

通过从__中心 (Center)__ 向下穿过局部 Y 轴进行射线投射来执行车轮的碰撞检测。车轮具有__半径 (Radius),并且根据__悬架距离 (Suspension Distance) 向下延伸。通过脚本使用不同属性来控制车辆,这些属性包括:__motorTorquebrakeTorque__ 和 steerAngle。有关更多信息,请参阅车轮碰撞体脚本参考

车轮碰撞体使用基于打滑的摩擦模型计算摩擦力(独立于物理引擎的其余部分)。这样可以实现更逼真的行为,但也会导致车轮碰撞体忽略标准物理材质设置。

车轮碰撞体设置

不必通过转动或滚动 WheelCollider 对象来控制汽车;附加了 WheelCollider 的对象应始终相对于汽车本身固定。但是,可能希望转动并滚动图形化的车轮表示。最好的方法是为车轮碰撞体和可见车轮设置单独的对象:

车轮碰撞体 (Wheel Colliders) 与可见车轮模型 (Wheel Models) 彼此独立
车轮碰撞体 (Wheel Colliders) 与可见车轮模型 (Wheel Models) 彼此独立

请注意,在播放模式下,WheelCollider 位置的辅助图标图形不会更新:

使用悬架距离 0.15 的 WheelCollider 辅助图标在运行时的位置
使用悬架距离 0.15 的 WheelCollider 辅助图标在运行时的位置

碰撞几何体

因为赛车可以达到很高的速度,所以正确设置赛道碰撞几何体非常重要。具体而言,碰撞网格不应具有构成可见模型(例如栅栏杆)的微小凹凸痕迹。通常,用于赛道的碰撞网格与可见网格分开制作,使碰撞网格尽可能平滑。此外不应有薄型对象;如果有薄型轨道边界,请在碰撞网格中使其加宽(如果汽车绝不会到达该处,应完全移除另一侧)。

可见几何体(左侧)比碰撞几何体(右侧)复杂得多
可见几何体(左侧)比碰撞几何体(右侧)复杂得多

车轮摩擦曲线

下文中显示的_车轮摩擦曲线_可以描述轮胎摩擦。车轮的前进(滚动)方向和侧向方向有单独的曲线。在这两个方向上,首先确定轮胎打滑的程度(基于轮胎橡胶和道路之间的速度差异)。然后,将该打滑值用于计算施加在接触点上的轮胎力。

曲线以轮胎打滑的度量值作为输入,并以力作为输出。曲线由包含两部分的样条图近似模拟。第一部分从 (0 , 0)(ExtremumSlip , ExtremumValue),目标点处曲线的正切值为零。第二部分从 (ExtremumSlip , ExtremumValue)(AsymptoteSlip , AsymptoteValue),目标点处曲线的正切值再次为零:

车轮摩擦曲线的典型形状
车轮摩擦曲线的典型形状

根据真实轮胎的特性,在低打滑条件下,轮胎可能会施加很大的力,因为橡胶会通过拉伸来补偿打滑。随后,当打滑变得非常高时,随着轮胎开始滑动或旋转,力会减小。因此,轮胎摩擦曲线的形状与上图相似。

属性: 功能:
Extremum Slip/Value 曲线的极值点。
Asymptote Slip/Value 曲线的渐近点。
Stiffness Extremum ValueAsymptote Value 的乘数(默认值为 1)。改变摩擦力的刚度。将此值设置为零将完全禁用车轮的所有摩擦力。通常在运行时修改刚度以使用脚本来模拟各种地面材质。

提示

  • 可能希望在 Time 窗口中降低物理时间步长长度以获得更稳定的汽车物理特性,特别是在高速赛车的情况下。
  • 为防止汽车太容易翻转,可以通过脚本稍微降低其刚体质心,并施加取决于汽车速度的“下压”力。
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