Vision引擎中Havok 约束和锚点介绍

引言

Havok™ 物理约束是一种特殊的专用图形类型，可以链接到静态或动态的世界锚点图形，用于创建铰链、球窝接头和其他约束类型系统。 这些约束图形限制了被物理图形链接的所有对象的移动，为物理模拟增添真实感。 锚点图形可以无需父项地绑定到世界中（静态锚点），或以成为某实体子项的方式绑定到对象（动态锚点）。

约束和锚点图形

约束图形位于 Havok™ 图形组，锚点可在对象组中找到，从图形创建面板将这些图形拖拽到场景中即可完成添加。

连接物理对象

使用约束和锚点图形，可将附有刚体组件的实体物理链接到另一个此类实体。 必须首先将锚点放置在场景中，然后还要以从图形列表中拖拽实体的方式添加实体。

在场景中添加约束后，该约束可以通过链接实用工具链接到实体锚点：

   注：一个 Havok™ 约束同时只能链接到两个锚点。

 

下图显示了实体、约束和锚点间的关系。

术语

Tau： 较大的推动或推力可拉伸所有约束。 约束的 tau 值决定了以物理时间步进为单位的恢复速度。 值越高，约束恢复越快。 因此，tau 值影响两个点之间的恢复力强度。 取值范围为 0.0f 到 1.0f。 1/sqrt（系统中约束的数量）是不错的选值。

 

Strength（强度）： 对象速度的强度因数。 通常，1.0 是完美的取值，仅当很多对象被约束在一起时，该参数才可能要设得略低，以实现更高的稳定性。

 

约束属性

约束属性会根据您所选择的物理约束类型而改变。 除了位置和图形设置等常见属性外，以下为其主要属性。

 

Constraint Type（约束类型）： 使用下拉列表选择所需约束类型，您可以选择：

 

  共有属性

大部分约束共有很多属性，所有约束体的 Breakable（可破）和 Malleable（可延展）设置都一样。 以下为共有属性：

 

 

Breakable Settings（可破设置）：

 

Is Breakable（可破）： 如果您希望物理关节能被一定的力打破，就将该属性设为 TRUE，然后更改阈值。

 

Threshold（阈值）： 约束被打破的阈值。 这是关节能承受而不破裂的最大力度。 该属性的取值范围为 0 到 无限大。 该属性仅在可破属性为 TRUE 时生效。

 

Revert Velocity On Break（破裂时倒转运动）： 该属性为布尔值。 该属性用于设定是否倒转受影响刚体的运动方向。 该属性仅在可破属性为 TRUE 时生效。

 

Malleable Settings（可延展设置）：

 

Is Malleable（可延展）： 如果您希望关节更具延展性，就将该属性设为 TRUE。

 

Strength（强度）： 关节强度。 0.0 为自由延展，1.0 为不可延展。 使用该属性可让您的关节移动和延展得更多。

 

 

以下是对应约束类型的专有属性。

 

  球窝接头

球窝接头约束关节可以模拟球窝结合，即一个刚体在第二个刚体的基座中绕中心点旋转，该中心点位于需要放置关节的位置。

除了位于约束共有属性中的共有属性之外，这一约束不包含任何属性，

 

铰链

铰链约束可在 2 个刚体之间模拟类似铰链的动作。 铰链约束的作用是限制，尤其是限制被连接刚体可旋转的最大角度，这有利于避免贯通。

 

以下是与铰链物理约束有关的属性。 铰链约束属性列表中也呈现图形的朝向组。

Limits Settings（限制设置）：

 

Use Limits（使用限制）： 该属性设为 TRUE 即激活约束的限制。

 

Limit Max（最大限制）： 该属性设置约束的最大限制角度，以度为单位。 0 ⇐ 最大限制 ⇐（360 + 最小限制）。

 

Limit Min（最小限制）： 该属性设置约束的最小限制角度，以度为单位。 （-360 + 最大限制）⇐ 最小限制 ⇐0。

 

要查看所有约束共有的其他属性，请检查约束共有属性。

 

人偶

 

人偶约束关节限制了依附对象与另一参照对象之间的运动角度；有助于创建人和动物的肢体关节。

 

以下是与人偶物理约束有关的属性。

Type Properties（类型属性）：

 

  Cone Angle（锥体角度）： 该属性设置了锥体绕扭转轴运动的角度，以度为单位。

 

  Plane Cone Min Angle（平面锥体最小角度）： 该属性设置了围绕负平面轴的限制锥体的开放角度，以度为单位。

 

  Plane Cone Max Angle（平面锥体最大角度）： 该属性设置了围绕正平面轴的限制锥体的开放角度，以度为单位。

 

  Twist Min Angle（扭转最小角度）： 该属性设置了绕扭转轴旋转的最小角度，以度为单位。

 

  Twist Max Angle（扭转最大角度）： 该属性设置了绕扭转轴旋转的最大角度，以度为单位。

 

  Max Friction Torque（最大摩擦扭矩）： 该属性设置了约束所具有的摩擦量。

 

  Angular Limits Tau Factor（角度限制 Tau 因数）： 该属性设置了限制角度的 Tau 因数。 默认值为 0.8。 见术语部分对 TAU 的描述。

 

要查看所有约束共有的其他属性，请检查约束共有属性。

 

硬弹簧

硬弹簧约束将刚体分开一定距离。 硬弹簧作用于每个刚体中的一个点。 刚体可绕该点自由移动和旋转，但两点相对距离固定不变。

除了位于约束共有属性中的共有属性之外，这一约束不包含任何属性，

 

约束示例

以下示例简单地演示了如何使用约束系统。

 

铰链约束类型

使用铰链约束类型的示例

 

  铰链示例

创建 2 个实体，为每个实体添加一个 Havok™ 刚体组件。 底部的实体要设成固定类型，使其不会移动或掉落；顶部实体需为动态。 将顶部实体放在如下图所示的位置，然后创建 2 个锚点图形并将它们分别放置在两个实体中，在世界和图形列表中都要放置在实体中。

然后创建一个约束，将其放置到您希望建立约束的位置。

 

将约束类型属性设为铰链。 然后使用链接工具，将约束链接到两个实体中的 2 个锚点。 按下运行按钮查看模拟运行状况。

 

使用铰链的绳索

创建一条使用铰链的链绳的示例。

 

要创建这一链绳，先创建 6 个水平排列的实体，然后在每个实体中放置一个 Havok™ 刚体组件。 设置 2 端，使其固定在 Havok™ 刚体组件中。 创建 6 个锚点图形，在场景和图形列表中将其分别放置到每个实体的中心。

创建 5 个 Havok™ 约束图形，分别放置在 6 个实体间的空隙中。 将约束类型属性设为铰链。

 

使用链接工具；选择第一个约束图形，然后链接约束两侧的两个锚点。 重复这一步骤，直到将所有约束与锚点链接，如下图所示：

球窝接头约束类型

球窝接头约束关节示例。

 

要创建球窝接头关节，先创建 2 个实体，然后在每个实体中放置一个 Havok™ 刚体组件。 在刚体组件中，将底部的实体设为固定类型。 放置一个锚点图形，在场景和图形列表中都要把它放在实体内。

创建一个 Havok™ 约束；将约束类型设为球窝接头。 将其放置到 2 个实体当中，然后使用链接工具链接 2 个锚点图形。

硬弹簧约束类型

硬弹簧约束关节示例。

创建 5 个实体，在每个实体中分别放置一个 Havok™ 刚体组件。 将它们垂直摆放，如下图所示。 将顶部的实体刚体设为固定。

 

创建 5 个锚点，并在场景和图形列表中都放到图形内部。

 

创建 4 个约束，将每个约束都设为硬弹簧类型，并将约束放置到实体之间。 使用链接工具，将约束与毗邻的锚点链接起来。 按下运行按钮查看模拟结果。

摆球示例

 

要创建摆球效果，

 

先创建一个实体，将实体设为球体，并添加刚体组件。

 

创建 2 个锚点，一个没有父项，另一个应成为子项并放置在实体中心。 具体设置见图。

 

创建一个约束并放置到没有父项的锚点下方。

使用链接工具，将约束链接到 2 个锚点。

然后运行示例，观看球体前后摆动。

转自：project anarchy中文社区