运动学角色（2D）

前言

是的，名字听起来很奇怪。“运动学角色”是什么东西？使用这个名称的原因是物理引擎问世之处，它们被称为“动力学（Dynamics）”引擎（因为它们主要处理碰撞响应）。人们做了许多尝试，想使用动力学引擎创建角色控制器，但它并不像看起来那么容易。Godot 拥有你能找到的最好的动力学角色控制器（可以在 2d/platformer 演示中查看），但使用它需要相当高水平的技能和对物理引擎的理解（或者对试验和试错有足够的耐心）。

像 Havok 这样的物理引擎似乎认为力学角色控制器是最好的选择，而其他物理引擎（PhysX）则更愿意推广运动学（Kinematic）的角色控制器。

那么区别是什么呢？：

动力学角色控制器使用的是一个具有无限惯性张量的刚体。这是一个不能旋转的刚体. 物理引擎总是让物体移动和碰撞, 然后一并解决它们的碰撞. 这使得动态角色控制器能够与其他物理对象无缝交互, 就像在平台游戏演示中看到的那样. 然而, 这些互动并不总是可预测的. 碰撞可能需要多于一帧的时间来解决, 所以几个碰撞可能看起来会有很小的位移. 这些问题是可以解决的, 但需要一定的技巧.
运动学角色控制器总是假设以非碰撞状态开始，并将总是移动到非碰撞状态。如果它开始时处于碰撞状态, 将像刚体一样尝试释放自己, 但这是特例, 而不是规则. 这使得它们的控制和运动更可预测, 更容易编程. 然而, 有一个缺点, 它们不能直接与其他物理对象交互, 除非在代码中手动完成.

这个简短教程将重点介绍运动学角色控制器。它使用传统的碰撞处理方法，这种方法在底层并不一定更简单，但可以很好地隐藏并呈现为一个 API。

物理过程处理

为了管理运动物体或角色的逻辑, 总是建议使用物理过程处理, 因为它在物理步骤之前被调用并且它的执行与物理服务器同步, 它也被以被每秒相同的次数调用. 这使得物理和运动计算以比使用常规过程处理更可预测的方式工作, 如果帧速率太高或太低, 则可能具有尖峰或丢失精度.

extends CharacterBody2D

func _physics_process(delta):
    pass

using Godot;

public partial class MyCharacterBody2D : CharacterBody2D
{
    public override void _PhysicsProcess(double delta)
    {
    }
}

场景设置

为了进行测试，这里有一个场景（来自 tilemap 教程）：kinematic_character_2d_starter.zip。我们将为角色创建一个新场景。使用机器人精灵并创建一个这样的场景：

你会注意到在我们的 CollisionShape2D 节点旁边有一个警告图标，这是因为我们还没有为它定义形状。请在 CollisionShape2D 的形状（Shape）属性中新建一个 CircleShape2D。点击 CircleShape2D 就会显示相关的选项，将其中的半径（Radius）设置为 30：

注意: 正如之前在物理教程中提到的, 物理引擎无法处理大多数类型形状的缩放, 只有碰撞多边形, 平面和段才有效, 所以, 总是改变形状的半径等参数, 而不是缩放它. 对于运动体或刚性体或静态体本身也是如此, 因为它们的比例会影响形状的比例.

现在, 为这个角色创建一个脚本, 上面作为例子的那个脚本可以作为基础.

最后, 实例化tilemap中的角色场景, 并使地图场景成为主场景, 因此在按下播放时运行.

移动动态角色

回到角色场景，打开脚本，魔法现在开始了！运动学物体默认不会执行任何操作，但它有一个有用的函数，称为 CharacterBody2D.move_and_collide()。该函数以 Vector2 作为参数，并尝试将该运动应用于运动学物体。如果发生碰撞，它会在碰撞发生时立即停止。

所以, 让我们向下移动我们的精灵, 直到它撞上地板:

extends CharacterBody2D

func _physics_process(delta):
    move_and_collide(Vector2(0, 1)) # Move down 1 pixel per physics frame

using Godot;

public partial class MyCharacterBody2D : CharacterBody2D
{
    public override void _PhysicsProcess(double delta)
    {
        // Move down 1 pixel per physics frame
        MoveAndCollide(new Vector2(0, 1));
    }
}

结果是角色会移动, 但在击中地板时会停止. 很酷, 对吧？

下一步将加入重力, 这样一来, 它的行为就更像一个常规的游戏角色:

extends CharacterBody2D

const GRAVITY = 200.0

func _physics_process(delta):
    velocity.y += delta * GRAVITY

    var motion = velocity * delta
    move_and_collide(motion)

using Godot;

public partial class MyCharacterBody2D : CharacterBody2D
{
    private const float Gravity = 200.0f;

    public override void _PhysicsProcess(double delta)
    {
        var velocity = Velocity;
        velocity.Y += (float)delta * Gravity;
        Velocity = velocity;

        var motion = velocity * (float)delta;
        MoveAndCollide(motion);
    }
}

现在人物平滑下落. 我们让它向两边行走, 在按下方向键时向左或向右. 记住, 正在使用的值(至少对于速度)单位是像素/秒.

这增加了按左键和右键行走的基本支持：

extends CharacterBody2D

const GRAVITY = 200.0
const WALK_SPEED = 200

func _physics_process(delta):
    velocity.y += delta * GRAVITY

    if Input.is_action_pressed("ui_left"):
        velocity.x = -WALK_SPEED
    elif Input.is_action_pressed("ui_right"):
        velocity.x =  WALK_SPEED
    else:
        velocity.x = 0

    # "move_and_slide" already takes delta time into account.
    move_and_slide()

using Godot;

public partial class MyCharacterBody2D : CharacterBody2D
{
    private const float Gravity = 200.0f;
    private const int WalkSpeed = 200;

    public override void _PhysicsProcess(double delta)
    {
        var velocity = Velocity;

        velocity.Y += (float)delta * Gravity;

        if (Input.IsActionPressed("ui_left"))
        {
            velocity.X = -WalkSpeed;
        }
        else if (Input.IsActionPressed("ui_right"))
        {
            velocity.X = WalkSpeed;
        }
        else
        {
            velocity.X = 0;
        }

        Velocity = velocity;

        // "MoveAndSlide" already takes delta time into account.
        MoveAndSlide();
    }
}

试一试.

这是平台游戏的良好起点. 可以在随引擎分发的演示zip中找到更完整的演示, 或者在https://github.com/godotengine/godot-demo-projects/tree/master/2d/kinematic_character中找到.