WheelCollider 车轮碰撞器的应用

在Unity开发中，WheelCollider车轮碰撞器是实现车辆物理模拟的重要组件。下面将详细介绍如何使用WheelCollider来实现一个简单的车辆控制脚本。

代码实现

using UnityEngine;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;

public class CarController : MonoBehaviour
{
// 四个车轮碰撞器，前两个为前轮，后两个为后轮
public WheelCollider flWheelCollider;
public WheelCollider frWheelCollider;
public WheelCollider rlWheelCollider;
public WheelCollider rrWheelCollider;

/// <summary>
/// 最大驱动力矩
/// </summary>
public float maxTorque = 150.0f;

/// <summary>
/// 最大刹车力矩
/// </summary>
public float maxBrakeTorque = 500.0f;

/// <summary>
/// 最大转向角度
/// </summary>
public float maxSteerAngle = 30.0f;

/// <summary>
/// 高速时的最大转向角度
/// </summary>
public float maxSpeedSteerAngle = 10.0f;

/// <summary>
/// 前进最大速度
/// </summary>
public float maxSpeed = 200.0f;

/// <summary>
/// 后退最大速度
/// </summary>
public float maxBackwardSpeed = 40.0f;

/// <summary>
/// 当前速度
/// </summary>
public float currentSpeed = 0.0f;

/// <summary>
/// 是否正在刹车
/// </summary>
private bool isBraking = false;

/// <summary>
/// 车辆重心的Y坐标
/// </summary>
public float centerOfMassY = 0;

void Awake()
{
// 设置车辆的重心
Rigidbody rb = GetComponent<Rigidbody>();
if (rb != null)
{
rb.centerOfMass = new Vector3(0, centerOfMassY, 0);
}
}

void FixedUpdate()
{
// 计算当前速度
currentSpeed = (Mathf.PI * 2 * flWheelCollider.radius) * flWheelCollider.rpm * 60 / 1000;
currentSpeed = Mathf.Round(currentSpeed);

// 判断是否需要刹车
if ((currentSpeed > 0 && Input.GetAxis("Vertical") < 0) || (currentSpeed < 0 && Input.GetAxis("Vertical") > 0))
{
isBraking = true;
}
else
{
isBraking = false;
// 解除刹车，将刹车力矩设置为0
flWheelCollider.brakeTorque = 0;
frWheelCollider.brakeTorque = 0;
}

if (!isBraking)
{
// 速度在合理范围内，施加驱动力
if (currentSpeed < maxSpeed && currentSpeed > -maxBackwardSpeed)
{
flWheelCollider.motorTorque = maxTorque * Input.GetAxis("Vertical");
frWheelCollider.motorTorque = maxTorque * Input.GetAxis("Vertical");
}
else
{
// 达到速度上限，停止施加驱动力
flWheelCollider.motorTorque = 0;
frWheelCollider.motorTorque = 0;
}
}
else
{
// 刹车操作
flWheelCollider.brakeTorque = maxBrakeTorque;
frWheelCollider.brakeTorque = maxBrakeTorque;
flWheelCollider.motorTorque = 0;
frWheelCollider.motorTorque = 0;
}

// 根据速度调整最大转向角度
float speedProcent = currentSpeed / maxSpeed;
speedProcent = Mathf.Clamp(speedProcent, 0, 1);
float speedControlledMaxSteerAngle = maxSteerAngle - ((maxSteerAngle - maxSpeedSteerAngle) * speedProcent);
flWheelCollider.steerAngle = speedControlledMaxSteerAngle * Input.GetAxis("Horizontal");
frWheelCollider.steerAngle = speedControlledMaxSteerAngle * Input.GetAxis("Horizontal");
}

private void OnGUI()
{
// 在屏幕上显示当前速度
GUILayout.Label(currentSpeed.ToString());
}
}

代码解释

变量声明

• WheelCollider：用于模拟四个车轮的物理碰撞。
• maxTorque：最大驱动力矩，控制车辆的加速能力。
• maxBrakeTorque：最大刹车力矩，控制车辆的刹车能力。
• maxSteerAngle：最大转向角度，车辆在低速时的最大转向范围。
• maxSpeedSteerAngle：高速时的最大转向角度，为了提高高速行驶的稳定性。
• maxSpeed：前进最大速度，限制车辆的前进速度。
• maxBackwardSpeed：后退最大速度，限制车辆的后退速度。
• currentSpeed：车辆的当前速度。
• isBraking：表示车辆是否正在刹车。
• centerOfMassY：车辆重心的Y坐标，影响车辆的稳定性。

Awake 方法

在游戏对象初始化时，设置车辆的重心，通过修改 Rigidbody 的 centerOfMass 属性来实现。

FixedUpdate 方法

• 速度计算：根据车轮的半径和转速（RPM）计算车辆的当前速度。
• 刹车判断：当车辆前进时按下后退键，或者后退时按下前进键，触发刹车操作。
• 驱动力控制：如果车辆没有刹车，并且速度在合理范围内，施加驱动力；否则停止施加驱动力。
• 转向控制：根据车辆的当前速度调整最大转向角度，高速时减小转向角度，提高行驶稳定性。

OnGUI 方法

在屏幕上显示车辆的当前速度，方便调试和观察。

通过以上代码和解释，你可以使用 WheelCollider 实现一个简单的车辆控制脚本，模拟车辆的加速、刹车和转向等行为。