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用Unity來(lái)實(shí)現(xiàn)一下繩子效果——Obi Rope插件介紹

2020-11-23 21:42 作者:皮皮關(guān)做游戲 0人讀過(guò) | 我要投稿

作者：對(duì)馬騎馬使用炎拳

（本文作者?@對(duì)馬騎馬使用炎拳）

今年年中的時(shí)候，《最后生還者2》引發(fā)了業(yè)界非常熱烈的大討論。

有關(guān)劇情、人物描繪的爭(zhēng)議自然是最為集火的一環(huán)。可參看這里：https://www.zhihu.com/question/402058205/answer/1298663115

而除此之外，還有眾多有關(guān)游戲的細(xì)節(jié)也確實(shí)讓人印象深刻。比如下面這個(gè)繩子：

可以看到，圖中的繩子可以做到和游戲中的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，拉伸，緊繃等屬性都能很好的展現(xiàn)，而艾莉本人也有對(duì)應(yīng)的各種狀態(tài)下的反應(yīng)動(dòng)作，實(shí)在是細(xì)節(jié)無(wú)限大。

那么問(wèn)題來(lái)了。不說(shuō)高度還原，有沒(méi)有可能比較方便地在Unity中實(shí)現(xiàn)相對(duì)類(lèi)似的效果呢？

還真有。在Unity商店搜索“Obi”，就可以找到“Obi Rope ”這款模擬繩子的插件。這款插件是由西班牙工作室“Virtual Method ”開(kāi)發(fā)，他們于2002年成立，為許多歐美游戲大廠提供過(guò)技術(shù)支持。"Obi"系列則是這家工作室為Unity制作的，可實(shí)時(shí)模擬繩索，流體，布料和軟體的插件。

從商店直接下載Obi rope導(dǎo)入工程，可以看到官方在RopeAndRod文件夾下提供了10個(gè)案例學(xué)習(xí)，其中Crane(起重機(jī))和Plectoneme（交纏螺旋）則是對(duì)應(yīng)繩子的拉伸和旋轉(zhuǎn)的使用場(chǎng)景，有點(diǎn)內(nèi)味兒了。

接下來(lái)我們可以看一看RopeAndJoint場(chǎng)景，這個(gè)案例比較詳細(xì)的展示了Obi rope的用法。

首先自然是繩子，選中繩子，可以看到兩條繩子都掛載到了名為Obi solver的物體下，Obi solver身上帶有兩個(gè)腳本“Obi Solver”和”Obi Fixed Updater”。

從官方文檔中得知，Obi solver?負(fù)責(zé)模擬粒子的物理屬性并執(zhí)行約束，這句話有些抽象，但我們只要知道怎么用就好了，其中有三點(diǎn)很重要：

1：Obi solver 可以添加到任意GameObject中，同一場(chǎng)景允許運(yùn)行多個(gè)。

2：繩子必須是Obi solver子級(jí)才能實(shí)時(shí)更新運(yùn)動(dòng)和仿真。

3: 每個(gè)solver獨(dú)立與其他solver ，所以不同的solver 下的子物體不會(huì)互相影響，只有同一solver下的繩子才會(huì)相互反應(yīng)。

涉及Obi solver 的相關(guān)設(shè)置很多，這里不過(guò)多贅述，新建solver時(shí)選擇默認(rèn)的就好。

接下來(lái)看Obi Fixed Updater，顧名思義，這個(gè)組件會(huì)讓solver下的子物體在FixedUpadte()期間更新。同樣，你需要手動(dòng)選擇你希望運(yùn)行的Obi solver添加到Updater中，不過(guò)obi很貼心,當(dāng)你新建Obi solver時(shí)會(huì)自動(dòng)添加到Updater的Solvers里。

新建的solver自動(dòng)添加到場(chǎng)景中的Obi Solver下

Solvers 下面的兩個(gè)參數(shù)，

Substep Unity physics，勾選上之后，該solver下的繩子能夠與場(chǎng)景中的物體進(jìn)行更精準(zhǔn)的交互，一般默認(rèn)勾選。

Substeps控制繩子的模擬精度，Unity中默認(rèn)的timestep為0.02,假如在這兒設(shè)置Substep=4，那每次運(yùn)行程序?qū)?huì)計(jì)算出0.02/4=0.005s的繩子的運(yùn)動(dòng)軌跡?？偨Y(jié)下來(lái)就是，Substep值越大，模擬精度越高，程序性能越低。

接下來(lái)看繩子，也就是Obi Solver下的Obi Rope。每條繩子分別掛載了“Obi Rope”,”O(jiān)bi RopeExtruded Renderer”,”O(jiān)bi Path Smoother”以及多個(gè)”O(jiān)bi Particle Attachment”組件。

先來(lái)看看Obi Rope組件?，Obi Rope 中比較重要的功能就是繩子編輯器Blueprint，Obi 提供了一些不同種類(lèi)的繩子資源，這里我們選擇“Joint rope1”就好，之后點(diǎn)擊Edit path ，你就可以在場(chǎng)景中對(duì)繩子進(jìn)行編輯。

你也可以按住shift，同時(shí)選擇多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行操作，Path Editor的其他參數(shù)解釋中，tangent mode 三種模式同樣很好理解，如下圖：

Thickness控制繩索在該點(diǎn)的粗細(xì)，mass控制粒子的質(zhì)量，phase是個(gè)很重要的屬性，可以后面結(jié)合Obi Collider一起說(shuō)。

第二個(gè)組件是Obi path Smoother ，這個(gè)組件決定繩子的渲染

第一個(gè)參數(shù)Decimation ，官方文檔用了一張圖進(jìn)行解釋?zhuān)憧梢栽赨nity場(chǎng)景中選擇Wireframe模式進(jìn)行觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)Decimation 值越大，繩子的面片越少，性能自然也會(huì)得到提升。

第二個(gè)參數(shù)Smoothing，值越大繩子越滑。

第三個(gè)參數(shù)Twist,決定每個(gè)繩索鏈結(jié)部分的扭曲度數(shù)，如下圖。

第三個(gè)組件是?Obi RopeExtruded Renderer，Obi一共提供了四種渲染器，該渲染器是創(chuàng)建新的Obi Rope 時(shí)默認(rèn)的。此處也不展開(kāi)說(shuō)（好麻煩哈哈），有興趣的可以查閱文檔自己探索。（文檔地址文末）

最后一個(gè)組件是Obi Particle Attachment，這個(gè)組件用于將繩子的一端粘合到另外一個(gè)對(duì)象上，使用方法也很簡(jiǎn)單，選擇繩子的的一個(gè)粒子組，并給這個(gè)粒子組指定對(duì)應(yīng)的粘合物體，繩子的這個(gè)粒子組所在的位置就會(huì)粘合在這個(gè)物體上并跟隨運(yùn)動(dòng)。

Particle Attachment有兩種Type " Dynamic"和"static"，此場(chǎng)景中的該組件都選擇的是”Dynamic“，官方文檔中也對(duì)這兩種模式進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明：

先來(lái)看static模式，官方的解釋是static type 下，組件會(huì)完全取消激活被選中的粒子的動(dòng)力學(xué)。實(shí)際上就是粒子的運(yùn)動(dòng)的慣性對(duì)其綁定的物體不會(huì)有任何影響，此時(shí)該粒子的運(yùn)動(dòng)完全由綁定物體決定。

再來(lái)看Dynamic模式就好理解了，選擇Dynamic后組件會(huì)和粒子的運(yùn)動(dòng)慣性互相影響，選擇了Dynamic 后會(huì)多出兩個(gè)參數(shù)，"Compliance"決定連接點(diǎn)的牢固性，Compliance =0，連接點(diǎn)會(huì)非常牢固，Compliance值越大，連接點(diǎn)越靈活；"Break threshold”=連接點(diǎn)可以不被扯斷的最大的力。

最后讓我們看下兩種模式下的GIF圖，來(lái)體會(huì)其中的不同：

將連接球體的兩個(gè)粒子調(diào)為static，下方粒子組不對(duì)球體產(chǎn)生作用力，直接被拉到地上

需要注意的是：Target的物體需要帶有Obi collider組件。

在案例中，繩子和場(chǎng)景中的地板墻壁都添加了 Obi Collider和Obi Rigidbody， Obi Collider的作用就是讓繩子能與其他元素發(fā)生碰撞。除了Polygon Collider2D， Obi支持幾乎所有的Unity 碰撞器。

如果你希望能忽略一些特定的碰撞體，就可以用到Phase(碰撞階段)，每個(gè)obi Collider都具有phase屬性，而Obi Rope也同樣具有phase 通道，當(dāng)Obi collider的 phase 和Obi rope的值相同時(shí)，他們將彼此忽略。默認(rèn)情況下，Obi Collider 的phase=0，Obi rope的phase = 1。