在Unity中，Rigidbody是一个用于实现物理行为的组件，它允许你的游戏对象受力、重力、碰撞等真实世界的物理规则影响

Rigidbody的基本功能

当你给一个GameObject添加Rigibody后，它具备以下能力：

RigidbodyPanel

基础物理参数

• Automatic Center Of Mass（自动质心，默认为true）
  • Unity会根据物体的形状（Collider）和质量分布，自动计算Rigidbody的中心点
  • 通常质心在物体的几何中心，但加多个Collider后可能偏移
  • 这是大多数情况下推荐的方式，因为它物理上是合理的

手动设置质心

rb.centerOfMass = new Vector3(0, -1f, 0); //手动设一个偏移量

设置后将覆盖自动计算值，适用于如车辆、飞船平衡优化、ragdoll调整等高级用途

可视化质心方法：

void OnDrawGizmo()
{
    if (rb != null)
    {
        Gizmos.color = Color.red;
        Gizmos.DrawSphere(rb.worldCenterOfMess, 0.1f);
    }
}

为什么质心重要

Automatic Tensor（自动惯性张量，默认为true）

什么是Tensor

• 在物理学中，惯性张量是描述刚体如何响应旋转力（力矩）的数学结构
• 它是质量分布的一个三维矩阵，决定了刚体绕每个轴的旋转惯性
• 简单理解：惯性张量 = “旋转版的质量”

默认自动计算惯性张量

• Unity默认根据物体的Collider形状和Mass自动计算惯性张量
• 这就是Rigidbody.inertiaTensor和inertiaTensorRotation的来源
• 所以刚体自然会表现出“越大越难转”“形状影响旋转惯性”等真实行为

手动设置惯性张量（自动覆盖）

rb.inertiaTensor = new Vector3(1, 1, 1); //自定义旋转惯性
rb.inertiaTensorRotation = Quaternion.identity; //张量方向

但这样做有前提条件：

rb.ResetInertiaTensor(); //可重置为自动计算值

设置之前你要禁用自动张量

什么情况需要自定义惯性张量

运动状态设置

Interpolate（插值）

插值仅影响视觉表现，不影响物理逻辑，适合处理低帧率时的视觉平滑

Collision Detection（碰撞检测模式）

连续检测会增加计算量，不建议用于大量物体

Constraints（冻结轴向） 用于锁定物体的移动或旋转，防止不受控的漂移或翻滚

Layer Overrides（图层覆盖）
允许刚体在物理世界中临时使用不同的Layer设置进行碰撞和检测计算，不会影响物体本身的Layer
影响范围：物理模拟（碰撞、Raycast、Force、Overlap等），不会影响渲染、标签识别、脚本逻辑

• Include Layers
  • 表示允许此刚体与哪些Layer的对象发生物理交互
  • 这实质上是一个LayerMask
• Exclude Layers
  • 表示在物理交互中忽略的Layer

Exclude Layers优先于Include Layers

Rigidbody常见用法：

Rigidbody rb = GetComponent<Rigidbody>();

rb.AddForce(Vector3.forward * 10f); //施加一个向前的力
rb.AddTorque(Vector3.up * 5f); //添加一个旋转力
rb.MovePosition(newPos); //平滑低移动Rigidbody
rb.velocity = new Vector3(5, 0, 0); //设置线速度

isKinematic 和 非 Kinematic

• isKinematic = false（默认）：受物理引擎控制（例如重力、碰撞、AddForce）
• isKinematic = true：完全由你控制transform或MovePosition()，不会被物理引擎影响

用途：

• Kinematic常用于移动平台、动画角色骨骼、摄像机跟随等

Rigidbody vs Transform控制

不要在有Rigidbody的物体上直接用transform.position += ...来移动，这会跳过物理系统，导致碰撞问题

正确做法：

• 用Rigidbody.MovePosition()移动
• 或使用AddForce()、velocity等物理方式

问题本质： 在Unity中，Rigidbody是由物理系统控制的，一旦你给GameObject添加了Rigidbody，它的位置和旋转应该只通过物理系统来控制。

使用transform.position += ...会出现的问题

只有在以下三种情况中可以使用transform.position:
1.没有Rigidbody的对象（纯UI/特效/场景物体）

2.临时调整位置，如传送、重置

3.isKinematic = true

示例：角色控制器使用Rigidbody

public class PlayerMovement : MonoBehaviour
{
    public float speed = 5f;
    private Rigidbody rb;

    void Start() => rb = GetComponent<Rigidbody>();

    void FixedUpdate()
    {
        float h = Input.GetAxis("Horizontal");
        float v = Input.GetAxis("Vertical");

        Vector3 move = new Vector3(h, 0, v);
        rb.MovePosition(rb.position + move * speed * Time.fixedDeltaTime);
    }
}

物理力应用的类型

Unity提供了多种物理力应用方式，你可以根据物理效果需求选择合适的模式

rb.AddForce(Vector3.force, ForceMode.Force);

爆炸力：AddExplosionForce

模拟爆炸冲击力，自动考虑距离衰减和力方向

rb.AddExplosionForce(force, explosionPosition, radius, upwardsModifier);

• force:爆炸的最大力
• explosionPosition:爆炸中心
• radius:爆炸影响范围
• upwardsModifier:向上的推力（可增强爆炸效果）

Rigidbody Constraints（锁定轴向）

锁定位置或旋转，常用于平台类游戏角色防止翻滚

rb.constraints = RigidbodyConstraints.FreezeRotationX | RigidbodyConstraints.FreezeRotationZ;

• FreezePositionX/Y/Z
• FreezeRotationX/Y/Z
• FreezeAll

Rigidbody Interpolation（插值）

用于缓解物体抖动或物理更新频率和渲染帧率不一致的问题
插值实在渲染帧之间平滑显示刚体位置或旋转，防止因物理更新滞后造成的抖动或卡顿

渲染帧和物理帧 在Unity游戏循环中，渲染帧（Update）和物理帧（Fixed Update）是分开的 渲染帧率和物理帧率可能不同，这样一来，在两次物理更新之间可能要渲染一次或多次画面，此时刚体的位置还没更新，就会导致物体“跳跃”，摄像机跟随刚体时抖动

rb.interpolation = RigidbodyInterpolation.Interpolate;

适用于：摄像机跟随物体 + Rigidbody，平滑动画等

插值不是同步手段
插值只影响视觉显示，不影响实际物理行为或碰撞检测

Rigidbody连接（Joint系统）

Unity提供了多个Joint来连接两个Rigidbody，来实现机械、吊挂、弹簧等效果

常用Joint类型

示例：固定一个物体

var joint = gameObject.AddComponent<FixedJoint>();
joint.connectedBody = otherRigidbody;

刚体时间管理

你可以临时控制刚体行为。例如冻结、暂停、缓动

rb.isKinematic = true; // 暂停物理影响
rb.detectCollisions = false; //禁用碰撞响应
rb.Sleep(); //进入“休眠”状态，除非外力唤醒
rb.WakeUp(); //强制唤醒

手动模拟物理（少见但强大）

Unity默认每帧自动调用Physics.Simulate()，你可以关闭自动模拟并手动调用它

Physics.autoSimulation = false;
Physics.Simulate(Time.fixedDeltaTime);

用于录制、回放、预测系统、AI训练等

实践建议

1.性能优化

• 尽量使用MovePosition和MoveRotation代替直接设置transform
• 使用Rigidbody.Sleep()来节省性能，尤其是大量静态物体

2.碰撞过滤

• 使用Layer + Physics.IngoreCollision()或Physics.IgnoreLayerCollision()控制碰撞逻辑

3.组合Joint

• 复杂角色物理（如ragdoll）可通过多个Joint配合约束自由度实现真实物理表现

4.多刚体组合

• 使用空物体为父物体挂多个子物体加不同Rigidbody，用Joint连接

刚体不能直接禁用

1.刚体不是一个标准行为组件

• Unity中大多数组件都继承自Behaviour类，这类组件有一个通用的enable属性
• 但Rigidbody继承自Component，因此没有enable属性4

2.Rigidbody是物理系统的一部分，关闭它的逻辑很复杂

Unity的Rigidbody是底层物理引擎（NVIDIA PhysX）注册的一个刚体对象，它包含大量复杂的状态（如质量、速度、力、碰撞状态等），不能简单“关掉”

如果允许直接enabled = false，Unity就得把它从物理世界中注销，可能会导致：

• 打乱碰撞检测状态
• 丢失动力学状态
• 导致其他与之交互的刚体行为出错

替代方法：

Rigidbody API

常用字段/属性

常用方法（控制移动、施加力）

施加力的方法（力学模拟）

移动与旋转（物理友好方式）

这些方法在FixedUpdate()中调用，以物理方式平滑移动对象

不要使用transform.position = … 替代移动刚体，会破坏物理系统

状态控制

速度与点速度获取

状态检测与设置

高级设置

与Collider配合相关

Rigidbody本身不处理碰撞细节，但需配合Collider组件才能参与物理交互

Unity官方文档（Rigidbody）