使用 RigidBody

什么是刚体？

刚体是由物理引擎直接控制的物体，用于模拟物体的的物理行为。为了定义刚体的形状，必须为其指定一个或多个 Shape3D 对象。注意，设置这些形状的位置将影响物体的质心。

如何控制刚体

刚体的行为可以通过设置其属性（例如质量和重量）来进行调整。需要给刚体添加一个物理材质来调整它的摩擦和反弹，并设置它是否具有吸收性、粗糙度。这些属性可以在检查器中或通过代码来设置。参见 RigidBody3D 和 PhysicsMaterial 获取完整的属性列表和它们的效果。

有几种方法可以控制刚体的运动, 这取决于你的应用程序.

如果你只需要放置一次刚体，例如设置它的初始位置，你可以使用 Node3D 节点提供的方法，例如 set_global_transform() 或 look_at()。但是，这些方法不能每一帧都被调用，否则物理引擎将无法正确地仿真物体的状态。举个例子，考虑一个刚体，你想旋转它，使它指向另一个对象。在实现这种行为时，一个常见的错误是每一帧都使用 look_at() ，这样会破坏物理仿真。下面，我们将演示如何正确地实现这一点。

你不能使用 set_global_transform() 或 look_at() 方法并不意味着你不能完全控制一个刚体. 相反, 你可以通过使用 _integrate_forces() 回调来控制它. 在这个方法中, 你可以添加力 , 应用冲量 , 或者设置速度 , 以实现你想要的任何运动.

“look at”方法

如上所述，使用 Node3D 节点的 look_at() 方法不能每一帧都用来跟踪一个目标。这里有一个自定义的 look_at() 方法叫做 look_follow() ，可以适用于刚体：

extends RigidBody3D

var speed: float = 0.1

func look_follow(state: PhysicsDirectBodyState3D, current_transform: Transform3D, target_position: Vector3) -> void:
    var forward_local_axis: Vector3 = Vector3(1, 0, 0)
    var forward_dir: Vector3 = (current_transform.basis * forward_local_axis).normalized()
    var target_dir: Vector3 = (target_position - current_transform.origin).normalized()
    var local_speed: float = clampf(speed, 0, acos(forward_dir.dot(target_dir)))
    if forward_dir.dot(target_dir) > 1e-4:
        state.angular_velocity = local_speed * forward_dir.cross(target_dir) / state.step

func _integrate_forces(state):
    var target_position = $my_target_node3d_node.global_transform.origin
    look_follow(state, global_transform, target_position)

using Godot;

public partial class MyRigidBody3D : RigidBody3D
{
    private float _speed = 0.1f;
    private void LookFollow(PhysicsDirectBodyState3D state, Transform3D currentTransform, Vector3 targetPosition)
    {
        Vector3 forwardLocalAxis = new Vector3(1, 0, 0);
        Vector3 forwardDir = (currentTransform.Basis * forwardLocalAxis).Normalized();
        Vector3 targetDir = (targetPosition - currentTransform.Origin).Normalized();
        float localSpeed = Mathf.Clamp(_speed, 0.0f, Mathf.Acos(forwardDir.Dot(targetDir)));
        if (forwardDir.Dot(targetDir) > 1e-4)
        {
            state.AngularVelocity = forwardDir.Cross(targetDir) * localSpeed / state.Step;
        }
    }

    public override void _IntegrateForces(PhysicsDirectBodyState3D state)
    {
        Vector3 targetPosition = GetNode<Node3D>("MyTargetNode3DNode").GlobalTransform.Origin;
        LookFollow(state, GlobalTransform, targetPosition);
    }
}

This method uses the rigid body's angular_velocity property to rotate the body. The axis to rotate around is given by the cross product between the current forward direction and the direction one wants to look in. The clamp is a simple method used to prevent the amount of rotation from going past the direction which is wanted to be looked in, as the total amount of rotation needed is given by the arccosine of the dot product. This method can be used with axis_lock_angular_* as well. If more precise control is needed, solutions such as ones relying on Quaternion may be required, as discussed in 使用 3D 变换.