物理导论¶
在游戏开发中，经常需要知道游戏中的两个对象何时相交或接触。这被称为 碰撞检测 . 当检测到碰撞时，您通常希望发生一些事情。这被称为 碰撞响应 .
Godot提供了许多二维和三维的碰撞对象，以提供碰撞检测和响应。试图决定哪一个用于您的项目可能会令人困惑。如果您了解每种方法的工作原理及其优缺点，就可以避免问题并简化开发。
在本指南中，您将学习：
Godot的四种碰撞对象类型
每个碰撞对象的工作方式
何时以及为什么选择一种类型而不是另一种类型
注解
本文档的示例将使用二维对象。每一个二维物理物体和碰撞形状在三维中都有一个直接的等价物，而且在大多数情况下，它们的工作方式基本相同。
碰撞对象¶
Godot提供四种物理体，扩展 CollisionObject2D ：
- Area2D
Area2D节点提供 侦查 和 影响 . 它们可以检测对象何时重叠，并可以在实体进入或退出时发出信号。安Area2D也可用于覆盖定义区域中的物理属性，如重力或阻尼。
其他三个身体伸展 PhysicsBody2D ：
- StaticBody2D
静止物体是不被物理引擎移动的物体。它参与碰撞检测，但不会响应碰撞而移动。它们通常用于作为环境一部分或不需要任何动态行为的对象。
- RigidBody2D
这是实现模拟二维物理的节点。你不能控制
RigidBody2D直接的，但是你要对它施力（重力，脉冲等），物理引擎计算产生的运动。 Read more about using rigid bodies.
- KinematicBody2D
提供碰撞检测但没有物理特性的物体。所有的移动和碰撞响应都必须在代码中实现。
碰撞形状¶
一个物理体可以容纳任何数量的 Shape2D 对象作为子对象。这些形状用于定义对象的碰撞边界并检测与其他对象的接触。
注解
为了检测碰撞，至少一个 Shape2D 必须分配给对象。
最常见的分配形状的方法是添加 CollisionShape2D 或 CollisionPolygon2D 作为对象的子对象。这些节点允许您直接在编辑器工作区中绘制形状。
重要
注意不要在编辑器中缩放碰撞形状。检查员的“比例”属性应保持不变。 (1, 1) . 更改碰撞形状的大小时，应始终使用大小控制柄， not 这个 Node2D 缩放手柄。缩放形状会导致意外的碰撞行为。
物理过程回调¶
物理引擎可以生成多个线程来提高性能，因此它最多可以使用一个完整的帧来处理物理。因此，一个物体的状态变量的值，如 position 或 linear velocity 可能对当前帧不准确。
为了避免这种不准确，任何需要访问主体属性的代码都应该在 Node._physics_process() 回调，在每个物理步骤之前以恒定的帧速率（默认为每秒60次）调用。
碰撞层和遮罩¶
碰撞层系统是最强大但经常被误解的碰撞特征之一。这个系统允许您在各种对象之间建立复杂的交互。关键概念是 层 和 口罩 .每个 CollisionObject2D 有20个不同的物理层可以相互作用。
让我们依次查看每个属性：
- collision_layer
这描述了对象出现的层 in . 默认情况下，所有实体都在图层上
1.
- collision_mask
这描述了身体的层次 scan 对于碰撞。如果一个对象不在其中一个遮罩层中，主体将忽略它。默认情况下，所有实体扫描层
1.
这些属性可以通过代码配置，也可以通过在检查器中编辑它们来配置。
跟踪每一层的用途可能很困难，因此您可能会发现将名称分配给正在使用的层很有用。可以在“项目设置”->“图层名称”中指定名称。
例子：
游戏中有四种节点类型：墙、玩家、敌人和硬币。玩家和敌人都应该与墙相撞。玩家节点应该检测到与敌人和硬币的碰撞，但是敌人和硬币应该相互忽略。
首先命名层1-4“墙”、“玩家”、“敌人”和“硬币”，然后使用“层”属性将每个节点类型放置在各自的层中。然后通过选择每个节点应该交互的层来设置每个节点的“mask”属性。例如，玩家的设置如下：
区域二维¶
区域节点提供 侦查 和 影响 . 它们可以检测物体何时重叠，并在物体进出时发出信号。区域还可用于覆盖定义区域中的物理属性，如重力或阻尼。
有三个主要用途 Area2D ：
覆盖给定区域中的物理参数（如重力）。
检测其他实体何时进入或退出某个区域或当前在某个区域中的实体。
检查其他区域是否重叠。
默认情况下，区域还接收鼠标和触摸屏输入。
静体2d¶
静止物体是不被物理引擎移动的物体。它参与碰撞检测，但不会响应碰撞而移动。但是，它可以给碰撞的物体提供运动或旋转。 犹如 它在移动，用它 constant_linear_velocity 和 constant_angular_velocity 性质。
StaticBody2D 节点通常用于作为环境一部分或不需要任何动态行为的对象。
示例用途 StaticBody2D ：
平台（包括移动平台）
输送带
墙壁和其他障碍物
刚性体2d¶
这是实现模拟二维物理的节点。你不能控制 RigidBody2D 直接。相反，你对它施力，物理引擎计算产生的运动，包括与其他物体的碰撞，以及碰撞响应，如弹跳、旋转等。
可以通过“质量”、“摩擦”或“反弹”等属性修改刚体的行为，这些属性可以在检查器中设置。
身体的行为也受世界属性的影响，如 Project Settings -> Physics 或通过输入 Area2D 这将覆盖全球物理特性。
当一个僵硬的身体处于静止状态并且有一段时间没有移动时，它就会进入睡眠状态。一个熟睡的身体就像一个静止的身体，它的力量不是由物理引擎计算出来的。当外力作用时，物体会被唤醒，不管是通过碰撞还是通过代码。
刚体模式¶
刚体可以设置为四种模式之一：
刚性的 -身体表现为一个物理对象。它与其他物体碰撞，并对施加在它上面的力作出反应。这是默认模式。
静态的 -身体的行为就像 StaticBody2D 不会移动。
性格 -类似于“刚性”模式，但身体不能旋转。
运动学 -身体的行为就像 KinematicBody2D 必须按代码移动。
使用刚性体2d¶
使用刚性体的好处之一是可以“免费”拥有很多行为，而不需要编写任何代码。例如，如果你正在制作一个“愤怒的小鸟”风格的游戏，你只需要创建一个僵化的body2ds并调整它们的属性。物理引擎将自动计算叠加、下降和反弹。
但是，如果你真的想控制身体，你应该小心-改变 position ， linear_velocity 或刚性物体的其他物理特性会导致意外行为。如果需要更改任何与物理相关的属性，则应使用 _integrate_forces() 回调而不是 _physics_process() . 在这个回调中，您可以访问主体的 Physics2DDirectBodyState 允许安全地更改属性并将其与物理引擎同步。
例如，下面是“小行星”式宇宙飞船的代码：
extends RigidBody2D
var thrust = Vector2(0, 250)
var torque = 20000
func _integrate_forces(state):
if Input.is_action_pressed("ui_up"):
applied_force = thrust.rotated(rotation)
else:
applied_force = Vector2()
var rotation_dir = 0
if Input.is_action_pressed("ui_right"):
rotation_dir += 1
if Input.is_action_pressed("ui_left"):
rotation_dir -= 1
applied_torque = rotation_dir * torque
class Spaceship : RigidBody2D
{
private Vector2 thrust = new Vector2(0, 250);
private float torque = 20000;
public override void _IntegrateForces(Physics2DDirectBodyState state)
{
if (Input.IsActionPressed("ui_up"))
SetAppliedForce(thrust.Rotated(Rotation));
else
SetAppliedForce(new Vector2());
var rotationDir = 0;
if (Input.IsActionPressed("ui_right"))
rotationDir += 1;
if (Input.IsActionPressed("ui_left"))
rotationDir -= 1;
SetAppliedTorque(rotationDir * torque);
}
}
注意，我们没有设置 linear_velocity 或 angular_velocity 直接属性，而不是施加力 (thrust 和 torque ）对身体和让物理引擎计算产生的运动。
注解
当一个僵硬的身体进入睡眠状态时， _integrate_forces() 将不调用函数。要覆盖此行为，您需要通过创建碰撞、对其施加力或禁用 can_sleep 属性。请注意，这可能会对性能产生负面影响。
联系人报告¶
默认情况下，刚体不跟踪接触，因为如果场景中有许多实体，这可能需要大量的内存。要启用联系人报告，请设置 contacts_reported 属性设置为非零值。然后可通过以下方式获得触点： Physics2DDirectBodyState.get_contact_count() 以及相关功能。
可通过以下方式启用通过信号进行的接触监测： contact_monitor 属性。见 RigidBody2D 获取可用信号列表。
运动学体2d¶
KinematicBody2D 物体探测到与其他物体的碰撞，但不受重力或摩擦等物理性质的影响。相反，它们必须由用户通过代码来控制。物理引擎不会移动运动物体。
移动运动体时，不应设置其 position 直接。相反，您使用 move_and_collide() 或 move_and_slide() 方法。这些方法沿着给定的向量移动物体，如果检测到与另一物体发生碰撞，它将立即停止。人体碰撞后，任何碰撞响应都必须手动编码。
运动碰撞响应¶
碰撞后，您可能希望主体反弹、沿墙滑动或更改其撞击的对象的属性。处理碰撞响应的方式取决于用于移动运动学体二维的方法。
move_and_collide¶
使用时 move_and_collide() ，函数返回 KinematicCollision2D 对象，其中包含有关碰撞和碰撞体的信息。您可以使用此信息来确定响应。
例如，如果要在空间中查找发生碰撞的点：
extends KinematicBody2D
var velocity = Vector2(250, 250)
func _physics_process(delta):
var collision_info = move_and_collide(velocity * delta)
if collision_info:
var collision_point = collision_info.position
class Body : KinematicBody2D
{
private Vector2 velocity = new Vector2(250, 250);
public override void _PhysicsProcess(float delta)
{
var collisionInfo = MoveAndCollide(velocity * delta);
if (collisionInfo != null)
{
var collisionPoint = collisionInfo.GetPosition();
}
}
}
或从碰撞物体上弹回：
extends KinematicBody2D
var velocity = Vector2(250, 250)
func _physics_process(delta):
var collision_info = move_and_collide(velocity * delta)
if collision_info:
velocity = velocity.bounce(collision_info.normal)
class Body : KinematicBody2D
{
private Vector2 velocity = new Vector2(250, 250);
public override void _PhysicsProcess(float delta)
{
var collisionInfo = MoveAndCollide(velocity * delta);
if (collisionInfo != null)
velocity = velocity.Bounce(collisionInfo.Normal);
}
}
move_and_slide¶
滑动是一种常见的碰撞反应；想象一个玩家在一个自上而下的游戏中沿着墙壁移动，或者在平台上跑上下斜坡。虽然可以在使用后自己编写此响应的代码 move_and_collide() ， move_and_slide() 提供了一种在不编写太多代码的情况下实现滑动移动的方便方法。
警告
move_and_slide() 在计算中自动包含timestep，因此应该 not 速度矢量乘以 delta .
例如，使用以下代码生成一个可以在地面（包括斜坡）上行走并在地面上跳跃的字符：
extends KinematicBody2D
var run_speed = 350
var jump_speed = -1000
var gravity = 2500
var velocity = Vector2()
func get_input():
velocity.x = 0
var right = Input.is_action_pressed('ui_right')
var left = Input.is_action_pressed('ui_left')
var jump = Input.is_action_just_pressed('ui_select')
if is_on_floor() and jump:
velocity.y = jump_speed
if right:
velocity.x += run_speed
if left:
velocity.x -= run_speed
func _physics_process(delta):
velocity.y += gravity * delta
get_input()
velocity = move_and_slide(velocity, Vector2(0, -1))
class Body : KinematicBody2D
{
private float runSpeed = 350;
private float jumpSpeed = -1000;
private float gravity = 2500;
private Vector2 velocity = new Vector2();
private void getInput()
{
velocity.x = 0;
var right = Input.IsActionPressed("ui_right");
var left = Input.IsActionPressed("ui_left");
var jump = Input.IsActionPressed("ui_select");
if (IsOnFloor() && jump)
velocity.y = jumpSpeed;
if (right)
velocity.x += runSpeed;
if (left)
velocity.x -= runSpeed;
}
public override void _PhysicsProcess(float delta)
{
velocity.y += gravity * delta;
}
}
见 运动特征（2d） 有关使用的详细信息 move_and_slide() 包括一个带有详细代码的演示项目。