Wheel collider コンポーネント には、車両のサスペンションシステムのシミュレーションを行う一連のプロパティがあります。
サスペンションのシミュレーションを行うために、Wheel collider は、常に中心を戻そうとする Suspension Distance ライン上の Target Position を設定します。また、その位置からどのように離れるか、その位置にどのように戻るかに影響する Spring と Damper プロパティがあります。
Wheel collider のTarget Position は、力 (または等しい力) が作用していないときに Wheel collider の中心が常に戻る、Suspension Distance ラインに沿った点です。
Target Position を設定するには、Suspension Distance ラインに沿って 0 から 1 までの座標を指定します。
デフォルトでは、ターゲット位置は 0.5 で、サスペンションのスプリングが最大に伸びた点と最大に縮んだ点のちょうど中間です。ほとんどの車両シミュレーションで、一般的な値は 0.3 から 0.7 の間です。
現実のサスペンションシステムでは、スプリングはホイールと車軸を車両のフレームとボディに接続し、車体のウェイトを支えます。スプリングは、Terrain (地形) の変化に反応して伸び縮みし、地面からの上向きの力の一部を吸収します。そのため、車体は、地表のすべての凸凹に対応するわけではありません。スプリングがエネルギーをどれだけ吸収できるかは、その剛性によって決まります。
Unity PhysX シミュレーションでは、Wheel collider は、垂直 Y 軸上の Suspension Distance ラインを、Target Position から上下に動かすことで、スプリングのシミュレーションを行います。Spring プロパティの値は、スプリングの剛性を表します (単位はニュートン/メートル)。
値が小さいと、それほど力を必要とせずに簡単に伸びたり縮んだりする、柔軟なソフトサスペンションスプリングのシミュレーションを行います。ソフトサスペンションでは、柔軟なスプリングがより多くの凸凹や揺れを吸収するため、車体の動きがより滑らかになります。
値が大きいと、伸び縮みに対する抵抗力がより大きくなるため、動くにはより多くの力が必要な、ハードサスペンションスプリングのシミュレーションを行います。ハードサスペンションでは、より多くの凸凹や揺れが車体に伝わりますが、車両全体のハンドリングの応答性が高まります。
現実のサスペンションシステムでは、ダンパーはサスペンションスプリングの動きに反発し、蓄積されたエネルギーを消散させます。ダンパーの衝撃の強さで、縮んだり伸びたりした後に、スプリングがどれだけ速く減速し反発しなくなるかが定義されます。ダンパーは衝撃吸収材と呼ばれることが多いです。
Unity PhysX シミュレーションでは、Wheel collider は、サスペンションの Spring のエネルギーを減らすことで、ダンパー (衝撃吸収材) のシミュレーションを行います。Damper プロパティの値は、エネルギーが消散する割合を表します (単位はニュートン秒/メートル)。
値が大きいと、Spring のエネルギーを素早く消散させるハードダンパーのシミュレーションを行います。ハードな減衰により跳ね返りを素早く軽減し、Wheel collider を Target Position の安定した状態に戻します。
値が小さいと、Spring のエネルギーをゆっくり消散させるソフトダンパーのシミュレーションを行います。ソフトな減衰では、Wheel collider が Target Position に戻る前に、より多くの跳ね返りがあります。
デフォルトでは、Wheel collider の Spring 値は 35000、Damper 値は 4500 です。これらのデフォルト値は、車の合計質量は 1500 キログラムであると仮定しています。
車両の質量を設定するには、車両のルートゲームオブジェクトに Rigidbody コンポーネントを追加します。デフォルトのサスペンション設定で車両を正常に動作させるには、Rigidbody の Mass を推奨値の 1500 に設定します。すると、特定の車両設定に基づいてテストとイテレーションを行うことができます。
PhysX は質量と力を比例的に計算します。つまり、各値間の相対距離に依存します。車両の質量値を小さくしたい場合 (シーン内の異なるゲームオブジェクトの他の Rigidbody の質量に合わせるため)、Wheel collider の Spring 値と Damper 値を同じ割合で減らす必要があります。例えば、車両の Mass を 15 に設定する場合、Spring と Damper も 35000 と 4500 ではなく 350 と 45 にそれぞれ調整する必要があります。これにより、車両シミュレーションの動作を、一貫した現実的な動作にすることができます。