重构物理Entity架构,支持更多的形状

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我是靠谱客的博主高挑蚂蚁，最近开发中收集的这篇文章主要介绍重构物理Entity架构,支持更多的形状，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

上一节实战如何编译BEPUphysicsint源码到自己的项目, 如何整合物理引擎与Unity图形渲染。本节来从新调整设计,让物理的Entity基本操作与物理的形状分离,支持更多的物理形状,支持物理entity与Unity物体位移与旋转同步。主要分成以下3个部分:

1: 设计PhyBaseEntity，让所有具体形状的Entity都继承自它;

2: 同步物理Entity与Unity节点的位移与旋转;

3: 编写其它的形状的物理Entity;

对啦！这里有个游戏开发交流小组里面聚集了一帮热爱学习游戏的零基础小白，也有一些正在从事游戏开发的技术大佬，欢迎你来交流学习。

PhyBaseEntity 设计

上一节课我们设计的PhyBoxEntity主要包含了两个部分，一个是Entity的物理形状的创建(这个与具体的形状有关),一个是物理Entity的基本功能，如位置,旋转同步，給Entity线性速度等。而且其它的形状的物理Entity,除了形状创建会不一样，其它基本一样，所以我们调整一下设计，把PhyBoxEntity与物理形状相关的代码放到PhyBoxEntity里面，与形状无关的物理Entity的基本功能，我们放到PhyBaseEntity里面，然后让具体的形状在扩展的时候继承PhyBaseEntity即可。合计架构如图所示:

接下来我们把上一节课的PhyBoxEntity与形状无关的数据与功能提取到PhyBaseEntity,PhyBoxEntity只保留形状相关的代码。与形状无关的数据部分:

public class PhyBaseEntity : MonoBehaviour {
    protected BEPUphysics.Entities.Entity phyEntity = null;
    protected Vector3 center = Vector3.zero;
    [SerializeField]
    protected float mass = 1;

    protected bool isTrigger = false;
    protected PhysicMaterial phyMat = null;
    
    [SerializeField]
    protected bool isStatic = false;
}

phyEntity: 用的是所有Entity形状的基类，这样可以指向不同子类的具体实例,其它数据都是物理Entity通用的，都写道PhyBaseEntity里面。

同步物理Entity与Unity节点的位移与旋转

同时PhyBaseEntity实现了物理Entity与Unity节点同步的功能增加了位置+旋转。如代码所示:

public void AddSelfToPhyWorld() { 
        if(this.phyEntity == null) {
            return;
        }

        BEPUPhyMgr.Instance.space.Add(this.phyEntity);
    }

    public void SyncPhyTransformWithUnityTransform() {
        if (this.phyEntity == null) {
            return;
        }


        // 位置
        Vector3 unityPos = this.transform.position;
        unityPos += this.center;
        this.phyEntity.position = ConversionHelper.MathConverter.Convert(unityPos);
        // end

        // 旋转
        Quaternion rot = this.transform.rotation;
        this.phyEntity.orientation = ConversionHelper.MathConverter.Convert(rot);
        // end
    }

    public void SyncUnityTransformWithPhyTransform() {
        if (this.phyEntity == null) {
            return;
        }

        // 位置
        BEPUutilities.Vector3 pos = this.phyEntity.position;
        Vector3 unityPosition = ConversionHelper.MathConverter.Convert(pos);
        unityPosition -= this.center;
        this.transform.position = unityPosition;
        // end 

        // 旋转
        BEPUutilities.Quaternion rot = this.phyEntity.orientation;
        Quaternion r = ConversionHelper.MathConverter.Convert(rot);
        this.transform.rotation = r;
        // end
    }

    // 同步物理entity的位置到transform;
    void LateUpdate() {
        if (this.phyEntity == null || this.isStatic) {
            return;
        }

        this.SyncUnityTransformWithPhyTransform();
    }

接口SyncUnityTransformWithPhyTransform: 从物理Entity同步到Unity节点

接口SyncPhyTransformWithUnityTransform: 从Unity节点同步到物理Entity

再来看调整后的PhyBoxEntity,就很简单了:

[RequireComponent(typeof(BoxCollider))]
public class PhyBoxEntity : PhyBaseEntity {
    
    void Start() {
        BoxCollider box = this.gameObject.GetComponent<BoxCollider>();
        float width = box.size.x;
        float height = box.size.y;
        float length = box.size.z;
        
        this.center = box.center;
        this.phyMat = box.material;
        this.isTrigger = box.isTrigger;


        if (this.isStatic) {
            this.phyEntity = new BEPUphysics.Entities.Prefabs.Box(BEPUutilities.Vector3.Zero, (FixMath.NET.Fix64)width, (FixMath.NET.Fix64)height, (FixMath.NET.Fix64)length);
        }
        else {
            this.phyEntity = new BEPUphysics.Entities.Prefabs.Box(BEPUutilities.Vector3.Zero, (FixMath.NET.Fix64)width, (FixMath.NET.Fix64)height, (FixMath.NET.Fix64)length, (FixMath.NET.Fix64)this.mass);
        }

        this.AddSelfToPhyWorld();
        this.SyncPhyTransformWithUnityTransform();
    }

   
}

根据BoxCollider的数据创建Box的物理Entity, 同步到Unity节点的位置与旋转，并加入到物理世界。

编写其它形状的物理Entity

经过上面的调整以后，我们就很快的编写其它的形状，比如实现PhySphereEntity,

[RequireComponent(typeof(SphereCollider))]
public class PhySphereEntity : PhyBaseEntity
{
    // Start is called before the first frame update
    void Start() {
        SphereCollider sphere = this.gameObject.GetComponent<SphereCollider>();

        float radius = sphere.radius;

        this.center = sphere.center;
        this.phyMat = sphere.material;
        this.isTrigger = sphere.isTrigger;

        if (this.isStatic) {
            this.phyEntity = new BEPUphysics.Entities.Prefabs.Sphere(BEPUutilities.Vector3.Zero, (FixMath.NET.Fix64)radius);
        }
        else {
            this.phyEntity = new BEPUphysics.Entities.Prefabs.Sphere(BEPUutilities.Vector3.Zero, (FixMath.NET.Fix64)radius, (FixMath.NET.Fix64)this.mass);
        }

        this.AddSelfToPhyWorld();
        this.SyncPhyTransformWithUnityTransform();
    }
}

继承自PhyBaseEntity,同时根据SphereCollider组件来创建形状。

后续我们要給物理Entity线性速度，角速度都把接口写到PhyBaseEntity里面。

今天的物理Entity的设计调整就到这里了，关注我们，可以获取Unity BEPUphysint3D实战源码。