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⭐WheelColiderz组件汽车游戏的关键⭐
文章目录
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- ⭐WheelColiderz组件汽车游戏的关键⭐
- 🎶(==A==) 关键API知识
- 🎶(==B==) 参数一览
- 🎶(==C==) 扭矩力
- 🎶(==D==) 阿克曼转向
- 🎶(==E==) 汽车下压力
- 🎶(==F==) 汽车质心
- 🎶(==G==) 发动机相关
- 🎶(==H==) 自动挡位变速箱
- ⭐🅰️系统路线学习点击跳转⭐
- 四最终代码
- CarMoveContorl
- CameraFllow
- InputMana
🎶(A) 关键API知识
API | 解释 |
---|---|
motorTorque | 扭矩力: |
brakeTorque | 制动扭矩:刹车 |
Radius | 碰撞器车轮半径 |
Wheel Damping rate | 车轮阻尼率 |
GetWorldPose(out wheelPosition, out wheelRotation); | 获取碰撞器当前的空间位置和空间角度。 |
steerAngle | 车轮碰撞器的转向。 |
GetGroundHit | 车轮的地面碰撞数据。 |
rpm | 当前轮轴转速(以每分钟转数为单位)。 |
isGrounded | 车轮是否在空中(只读) |
suspensionSpring | 车轮悬架的参数。 悬架尝试通过施加线性力和阻尼力来到达目标位置。 |
WheelHit参数 | 说明 |
---|---|
collider | T另一个碰撞机的轮子正在撞击。 |
force | 施加在接触上的力的大小。 |
forwardDir | 滚轮指向的方向。. |
forwardSlip | 轮胎在滚动方向上打滑。加速滑移为负,制动滑为正 |
normal | 接触点的正常。. |
point | T车轮与地面之间的接触点。 |
sidewaysDir | 车轮的侧向方向。l. |
sidewaysSlip | 侧身滑 轮胎向侧向打滑。. |
rpm | 当前轮轴转速(以每分钟转数为单位)。(只读). |
🎶(B) 参数一览
🎶(C) 扭矩力
知识百科:什么是扭矩力?
扭矩是指发动机运转时从曲轴端输出的平均力矩,俗称为发动机的“转劲”,是 发动机性能 的一个重要参数,扭矩越大,发动机输出的“劲”越大,曲轴转速的变化也越快,汽车的爬坡能力、起步速度和加速性也越好。
🎶(D) 阿克曼转向
引用:阿克曼转向是一种现代汽车的转向方式,也是移动机器人的一种运动模式,在汽车转弯的时候,内外轮转过的角度不一样,内侧轮胎转弯半径小于外侧轮胎
- 后轮距尺寸设置为1.5f ,轴距设置为2.55f ,radius 默认为6,radius 越大旋转的角度看起来越小
if (horizontal > 0 ) {
//后轮距尺寸设置为1.5f ,轴距设置为2.55f ,radius 默认为6,radius 越大旋转的角度看起来越小wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * horizontal;wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * horizontal;} else if (horizontal < 0 ) { wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * horizontal;wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * horizontal;} else {wheels[0].steerAngle =0;wheels[1].steerAngle =0;}
🎶(E) 汽车下压力
知识百科: 什么是下压力
下压力是车在行进中空气在车体上下流速不一产生的,使空气的总压力指向地面从而增加车的抓地力.
速度越大,下压力越大,抓地更强,越不易翻车
- 关键代码
//-------------下压力添加-----------------//速度越大,下压力越大,抓地更强rigidbody.AddForce(-transform.up * downForceValue * rigidbody.velocity .magnitude );
🎶(F) 汽车质心
知识百科:什么是质心?——质量中心
汽车制造商在设计汽车时会考虑质心的位置和重心高度,以尽可能减小质心侧偏角。 一些高性能汽车甚至会采用主动悬挂系统来控制车身侧倾,从而减小质心侧偏角,提高车辆的稳定性和操控性。
🎶(G) 发动机相关
发动机功率=扭矩转速n
知识百科:说到汽车发动机,要了解几个参数。排量,功率,扭矩,转速。那么这里和参数之间的关系如何,
排量,就是发动机气缸排出气体的多少。因此说到排量,不管四缸,三缸,二缸,一缸,只要大小一样,排量就相同。
功率,单位时间内做功的多少。那么排量越大,单位时间做功就会越多,因此,排量越大,功率也会越大。
扭矩,它的单位是N·M,所以它是力运动单位距离的结果。它反应的是加速度。扭矩越大,加速能力就越强。
转速,它是单位时间内齿轮转动的圈数。齿轮转的越快,传输给轮胎的转速就越高,车子就跑的越快。
//汽车引擎发动机相关public void CarEnginePower(){WheelRPM();//将轮轴的转速获取// 扭矩力(发动机功率) = 功率=扭矩*转速*nmotorflaot = -enginePowerCurve.Evaluate(engineRPM) * gears[gerrsNurrentNum];float velocity = 0.0f;//发动机的转速 与 车轮转速 和 挡位比率 成比例engineRPM = Mathf.SmoothDamp(engineRPM, 1000 + Mathf.Abs (wheelsRPM) * 3.6f * (gears[gerrsNurrentNum]), ref velocity, smoothTime);print(engineRPM);VerticalContorl(); //驱动管理shifterGearsChange(); //换挡管理}//获得车轮的转速public void WheelRPM(){float sum = 0;for (int i = 0; i < 4; i++){sum += wheels[i].rpm;}//四个车轮轮轴的平均转速wheelsRPM = sum / 4;}//换挡管理public void shifterGearsChange(){if(InputManager.InputManagerment .addGears ) //如果按下E键,加挡{if(gerrsNurrentNum < gears.Length - 1 )gerrsNurrentNum++;}if(InputManager.InputManagerment.lowGears ) //如果按下Q键,减档{if (gerrsNurrentNum > 0)gerrsNurrentNum--;}}
🎶(H) 自动挡位变速箱
不仅仅是发动机牵引着汽车去运动。是发动机跟轮胎一起控制汽车去前进,我们前面没有添加发动机,就是靠轮胎的扭矩力去控制汽车的前进
怎么来理解自动档位变速箱呢?当发动机。每个档位的发动机。它超过八千转的时候就要换挡了。所以当我们现在设置发动机的最大转是八千,最小转是五千,超过八千转我们就自动加档。小于了五千转,我们就自动减档。——这个最大转和最小转是模拟跑车的。
当然,判断换挡的依据不仅仅是靠超过最大的这个发动机的最大转,连同每个档位设置的那个限速作为一起判断依据。如下图所示,每个档位的限速如果超过了这个限速,并且超过了最大转速,我们就换挡。
//换挡管理//换挡管理public void shifterGearsChange(){switch (nowGearsType){//档位类型是手动档的时候case EChooseGreas.handMovement:if (InputManager.InputManagerment.addGears) //如果按下E键,加挡{if (gerrsNurrentNum < gears.Length - 1)gerrsNurrentNum++;}if (InputManager.InputManagerment.lowGears) //如果按下Q键,减档{if (gerrsNurrentNum > 0)gerrsNurrentNum--;}break;//档位类型是自动档的时候handMovementcase EChooseGreas.aotomutic://如果车子不在地面不会自动换档if (!IsGrounp()) return;//当发动机转速大于最高转速 并且 速度也超过了相应挡位的限速 ,数组不越界 并且不是倒车 就加档if (engineRPM > maxRPM && Km_H >= gearSpeed[gerrsNurrentNum] && gerrsNurrentNum < gears.Length - 1 && !BackCar())gerrsNurrentNum++;//当发动机小于最小转时 减档 (此时未加判断是因为就是要 更好的减速)if (engineRPM < minRPM && gerrsNurrentNum > 0)gerrsNurrentNum--;break;default:break;}
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四最终代码
CarMoveContorl
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
//-------------------------------------
//—————————————————————————————————————
//___________项目: ______________
//___________功能: 车轮的运动
//___________创建者:_______秩沅________
//_____________________________________
//-------------------------------------//驱动模式的选择
public enum EDriveType
{frontDrive, //前轮驱动backDrive, //后轮驱动allDrive //四驱
}public class CarMoveControl : MonoBehaviour
{//-------------------------------------------//四个轮子的碰撞器public WheelCollider[] wheels ;//网格的获取public GameObject[] wheelMesh;//初始化三维向量和四元数private Vector3 wheelPosition = Vector3.zero;private Quaternion wheelRotation = Quaternion.identity;//-------------------------------------------//驱动模式选择 _默认前驱public EDriveType DriveType = EDriveType.frontDrive;//----------车辆属性特征-----------------------//车刚体public Rigidbody rigidbody;//轮半径public float radius = 0.25f;//扭矩力度public float motorflaot = 8000f;//刹车力public float brakVualue = 800000f;//速度:每小时多少公里public int Km_H;//下压力public float downForceValue = 1000f; //四个轮胎扭矩力的大小public float f_right;public float f_left;public float b_right;public float b_left;//车轮打滑参数识别public float[] slip ;//质心public Vector3 CenterMass;//一些属性的初始化private void Start(){rigidbody = GetComponent<Rigidbody>();slip = new float[4];}private void FixedUpdate(){VerticalAttribute();//车辆物理属性管理WheelsAnimation(); //车轮动画VerticalContorl(); //驱动管理HorizontalContolr(); //转向管理HandbrakControl(); //手刹管理}//车辆物理属性相关public void VerticalAttribute(){//---------------速度实时---------------//1m/s = 3.6km/hKm_H =(int)(rigidbody.velocity.magnitude * 3.6) ;Km_H = Mathf.Clamp( Km_H,0, 200 ); //油门速度为 0 到 200 Km/H之间//--------------扭矩力实时---------------//显示每个轮胎的扭矩f_right = wheels[0].motorTorque;f_left = wheels[1].motorTorque;b_right = wheels[2].motorTorque;b_left = wheels[3].motorTorque;//-------------下压力添加-----------------//速度越大,下压力越大,抓地更强rigidbody.AddForce(-transform.up * downForceValue * rigidbody.velocity .magnitude );//-------------质量中心同步----------------//质量中心越贴下,越不容易翻rigidbody.centerOfMass = CenterMass;}//垂直轴方向运动管理(驱动管理)public void VerticalContorl(){switch (DriveType){case EDriveType.frontDrive: //选择前驱if (InputManager.InputManagerment.vertical != 0) //当按下WS键时生效{for (int i = 0; i < wheels.Length - 2; i++){//扭矩力度wheels[i].motorTorque = InputManager.InputManagerment.vertical *(motorflaot / 2); //扭矩马力归半}}else{for (int i = 0; i < wheels.Length - 2; i++){//扭矩力度wheels[i].motorTorque = 0; }}break;case EDriveType.backDrive://选择后驱if (InputManager.InputManagerment.vertical != 0) //当按下WS键时生效{for (int i = 2; i < wheels.Length; i++){//扭矩力度wheels[i].motorTorque = InputManager.InputManagerment.vertical * (motorflaot / 2); //扭矩马力归半}}else{for (int i = 2; i < wheels.Length ; i++){//扭矩力度wheels[i].motorTorque = 0;}}break;case EDriveType.allDrive://选择四驱if (InputManager.InputManagerment.vertical != 0) //当按下WS键时生效{for (int i = 0; i < wheels.Length; i++){//扭矩力度wheels[i].motorTorque = InputManager.InputManagerment.vertical * ( motorflaot / 4 ); //扭矩马力/4}}else{for (int i = 0; i < wheels.Length; i++){//扭矩力度wheels[i].motorTorque = 0;}}break;default:break;}}//水平轴方向运动管理(转向管理)public void HorizontalContolr(){if (InputManager.InputManagerment.horizontal > 0){//后轮距尺寸设置为1.5f ,轴距设置为2.55f ,radius 默认为6,radius 越大旋转的角度看起来越小wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;}else if (InputManager.InputManagerment.horizontal < 0){wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;}else{wheels[0].steerAngle = 0;wheels[1].steerAngle = 0;}}//手刹管理public void HandbrakControl(){if(InputManager.InputManagerment .handbanl ){//后轮刹车wheels[2].brakeTorque = brakVualue;wheels[3].brakeTorque = brakVualue;}else{wheels[2].brakeTorque = 0;wheels[3].brakeTorque = 0;}//------------刹车效果平滑度显示------------for (int i = 0; i < slip.Length; i++){WheelHit wheelhit;wheels[i].GetGroundHit(out wheelhit);slip[i] = wheelhit.forwardSlip; //轮胎在滚动方向上打滑。加速滑移为负,制动滑为正}}//车轮动画相关public void WheelsAnimation(){for (int i = 0; i < wheels.Length ; i++){//获取当前空间的车轮位置 和 角度wheels[i].GetWorldPose(out wheelPosition, out wheelRotation);//赋值给wheelMesh[i].transform.position = wheelPosition;wheelMesh[i].transform.rotation = wheelRotation * Quaternion .AngleAxis (90,Vector3 .forward );}}
}
CameraFllow
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
//-------------------------------------
//—————————————————————————————————————
//___________项目: ______________
//___________功能: 相机的跟随
//___________创建者:秩沅_______________
//_____________________________________
//-------------------------------------
public class CameraFllow : MonoBehaviour
{//目标物体public Transform target;private CarMoveControl Control;public int speed;//鼠标滑轮的速度public float ScrollSpeed = 45f;//Y轴差距参数public float Ydictance = 0f; public float Ymin = 0f;public float Ymax = 4f;//Z轴差距参数public float Zdictance = 4f;public float Zmin = 4f;public float Zmax = 8f;//相机看向的角度 和最終位置public float angle = -25 ;public Vector3 lookPosition;void LateUpdate(){//Z轴和Y轴的距离和鼠标滑轮联系Ydictance += Input.GetAxis("Mouse ScrollWheel") * ScrollSpeed * Time.deltaTime;//平滑效果Zdictance += Input.GetAxis("Mouse ScrollWheel") * ScrollSpeed * Time.deltaTime;//設置Y軸和x轴的滚轮滑动范围 Ydictance = Mathf.Clamp(Ydictance , Ymin ,Ymax ) ; Zdictance = Mathf.Clamp(Zdictance , Zmin, Zmax ) ;//确定好角度,四元数 * 三维向量 = 三维向量lookPosition = Quaternion.AngleAxis(angle, target .right) * -target.forward ;//更新位置transform.position = target.position + Vector3.up * Ydictance - lookPosition * Zdictance ;//更新角度transform.rotation = Quaternion.LookRotation(lookPosition);//实时速度Control = target.GetComponent<CarMoveControl>();speed = (int )Control.Km_H / 4;speed = Mathf.Clamp(speed,0, 55 ); //对应最大200公里每小时}
}
InputMana
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
//-------------------------------------
//—————————————————————————————————————
//___________项目: ______________
//___________功能: 输入控制管理器
//___________创建者:秩沅_______________
//_____________________________________
//-------------------------------------
public class InputManager : MonoBehaviour
{//单例模式管理static private InputManager inputManagerment;static public InputManager InputManagerment => inputManagerment;public float horizontal; //水平方向动力值public float vertical; //垂直方向动力值public bool handbanl; //手刹动力值void Awake(){inputManagerment = this;}void Update(){//与Unity中输入管理器的值相互对应horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");vertical = Input.GetAxis("Vertical");handbanl = Input.GetAxis("Jump")!= 0 ? true :false ; //按下空格键时就是1,否则为0}
}