参考
一文搞懂 Unity 布娃娃(Ragdoll)系统 让角色更加真实 (附实用Ragdoll插件详解)
如何用Unity做出真实的布娃娃互动效果?
Unity3D RagDoll(布娃娃系统)详解
一、布娃娃向导
官方文档https://docs.unity.cn/cn/2019.4/Manual/wizard-RagdollWizard.html写的太简略了,可以参考B站的视频如何使用Unity的布娃娃系统【Ragdoll】,这里我自己做了一遍,简单总结一下:
1.把模型拖到场景里,打开布娃娃向导,进行绑定,然后保存为预制体
我用了别的模型发现骨骼不太对,还是从商店里下载视频作者使用的免费资源“BodyGuards”
导入后,把模型SkelMesh_Bodyguard_01拖入场景。然后从菜单栏中选择 GameObject > 3D Object > Ragdoll… 以打开布娃娃向导,按照部分绑定,记得最后改一下重量。
现在选中模型,能看到添加的刚体轮廓。选 中节点,能看到添加的组件:
角色关节,可参考https://docs.unity.cn/cn/2019.4/Manual/class-CharacterJoint.html
2.需要打开Physics Debugger协助微调
可以看到腿部红色的碰撞体太粗了,手臂生成的碰撞体也不对,要一点点调整。
这是调整后的结果,模型撞到下方的斜方块后,会有布娃娃效果,不过手部僵硬,关节的弯曲角度也不正常。
3.给手添加碰撞
这里视频UP主总是添加不上Connected Body,是因为要指定父节点,而不是自身。
4.修改关节的弯曲角度
但是这里我设置的效果很不好,看了https://docs.unity.cn/cn/2019.4/Manual/class-CharacterJoint.html也没搞明白那几个轴。
5.Animator和布娃娃无法同时存在
默认是播放动画状态:此时所有带RigidBody节点的Is Kinematic勾选,Animator组件启用。
当需要启动布娃娃时,使用代码将所有带RigidBody节点的Is Kinematic取消勾选,Animator组件禁用。
在unity 布娃娃系统的开启关闭提供了代码参考:
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class RangdollController : MonoBehaviour {
private Animator Anim;
// Use this for initialization
void Start () {
Anim = GetComponent<Animator>();
InitRagdoll();
}
// Update is called once per frame
void Update () {
}
public List<Rigidbody> RagdollRigidbodys = new List<Rigidbody>();
public List<Collider> RagdollColliders = new List<Collider>();
/// <summary>
/// 初始化,遍历角色身体上的所有ragdoll并存储 此时关闭布娃娃系统
/// </summary>
void InitRagdoll()
{
Rigidbody[] Rigidbodys = GetComponentsInChildren<Rigidbody>();
for (int i = 0; i < Rigidbodys.Length; i++)
{
if (Rigidbodys[i] == GetComponent<Rigidbody>())
{
//排除正常状态的Rigidbody
continue;
}
//添加Rigidbody和Collider到List
RagdollRigidbodys.Add(Rigidbodys[i]);
Rigidbodys[i].isKinematic = true;
Collider RagdollCollider = Rigidbodys[i].gameObject.GetComponent<Collider>();
RagdollCollider.isTrigger = true;
RagdollColliders.Add(RagdollCollider);
}
}
/// <summary>
/// 启动布娃娃系统
/// </summary>
public void EnableRagdoll()
{
//开启布娃娃状态的所有Rigidbody和Collider
for (int i = 0; i < RagdollRigidbodys.Count; i++)
{
RagdollRigidbodys[i].isKinematic = false;
RagdollColliders[i].isTrigger = false;
}
//关闭正常状态的Collider
GetComponent<Collider>().enabled = false;
//下一帧关闭正常状态的动画系统
StartCoroutine(SetAnimatorEnable(false));
}
/// <summary>
/// 关闭布娃娃系统
/// </summary>
public void DisableRagdoll()
{
//关闭布娃娃状态的所有Rigidbody和Collider
for (int i = 0; i < RagdollRigidbodys.Count; i++)
{
RagdollRigidbodys[i].isKinematic = true;
RagdollColliders[i].isTrigger = true;
}
//开启正常状态的Collider
GetComponent<Collider>().enabled = true;
//下一帧开启正常状态的动画系统
StartCoroutine(SetAnimatorEnable(true));
}
IEnumerator SetAnimatorEnable(bool Enable)
{
yield return new WaitForEndOfFrame();
Anim.enabled = Enable;
}
6.坑
- 播放布娃娃的时候要把animator勾掉,不然不生效
- 部位穿插拉伸,要把部位Character Joint组件上面的Enable Projection勾上
- 激活布娃娃弹得很高,就是刚体的速度,把rigidbody的速度置为0
- 如果布娃娃动作僵硬,肯定用错骨骼来绑定布娃娃导致的
- 布娃娃穿透场景碰撞的问题,其实这个由于速度太快引起的,可以设置rigidbody的碰撞检测模式collisionDetectionMode
- 受力不要全部部位都给力,一般都是给一个部位就够了,不然各种力作用引起怪异表现
- 关于倒地之后抖动问题,这个只能加个检测,如果所有刚体速度小于某个数则关闭刚体功能
7.官方文档 关节和布娃娃稳定性
https://docs.unity.cn/cn/2019.4/Manual/RagdollStability.html
二、插件Ragdoll Mecanim Mixer
1.Ragdoll 原理
跟着布娃娃向导做完之后,原理也就十分容易理解了。要想为人物添加Ragdoll效果,只需要在模型骨骼上挂载合适大小的碰撞体及刚体组件,让骨骼运动受物理模拟驱动(而非动画驱动),即可实现基于物理效果的布娃娃系统。
Unity原生的布娃娃系统功能非常简单,我们可以点进之前配置有碰撞体的骨骼节点观察一下。 可以看到肢体骨骼只是增加了一个RigidBody和Collider用于物理模拟,同时用CharacterJoint连接肢体模拟关节,剩余全部交给Unity物理系统进行模拟。
2.原生 Ragdoll 系统不足
看过Unity Ragdoll系统后,很明显能发现该套系统功能较为简单,有很大不足
- 碰撞体、刚体等组件直接挂载在骨骼物体上,影响骨骼结构的简单性,增加了耦合度
- 没有Animator组件,意味着该Ragdoll系统只能单纯受物理驱动,无法与动画融合(因此Unity官方也建议仅将该系统用于角色死亡时表现)
- 状态切换很困难、难以扩展,且缺乏过渡(比如需要多套ragdoll不同表现时,要修改碰撞体和刚体参数同时控制启用)
3.插件Ragdoll Mecanim Mixer
Ragdoll Mecanim Mixer 插件正是为了解决上面的这些痛点而出现的,对于这些问题,该插件都实现了很好的解决方案(该插件可在Asset Store购买,目前Unity最好的Ragdoll插件之一)
- Ragdoll碰撞体与骨骼分离,不直接关联,降低耦合度
- 基于分离结构,可以分别计算物理变换与动画变换,并实现融合
- 基于一套Ragdoll碰撞体可以预设多种状态,切换简单且可控制过渡平滑度
官方文档:https://assetstore.altinqiran.kz/ramecan-mixer/files/GUIDE_ENG.pdf
该插件主要由两个脚本组成
- Ragdoll Constructor
- Ramecan Mixer