2D 物理与手感调参

2.1 无人机到底要不要挂刚体

第一章立项的时候我写的是"用 RigidBody2D 表达风力推力"。做起来才发现，这个选择要么全用，要么全不用，最难受的是半用半不用。

先说结论：Skyline Courier 里的无人机我没有挂刚体。玩家直接操控的主角用位置插值更听话，这个我在上一章讲过了。真正用上物理的是那些玩家不直接操作的物件，比如被撞飞的包裹、飘落的纸屑、关卡里的障碍墙体。

那么障碍物为什么要挂刚体？因为它们需要"撞到无人机之后给出反馈"。哪怕反馈只是一个减速数字，物理系统能免费给你碰撞点、法向量和相对速度，比自己写一套 AABB 检测靠谱得多。

这一章讲的是那些真正挂上刚体的东西怎么调。

2.2 刚体类型怎么分配

3.x 的 2D 刚体类型是枚举 ERigidBody2DType，四个值：Static、Kinematic、Dynamic、Animated。这个枚举跟 3D 物理的 ERigidBodyType 名字很像但不是同一个东西，我第一次导入的时候写错了类型名，编辑器直接报类型不匹配。

四个类型的区别，按官方文档的说法：

Animated 是 Cocos 自己加的。Box2D 原生只有三种，Animated 是从 Kinematic 派生的：它会根据你当前的位置和目标位置算出需要的速度再赋值，而不是让你直接设速度。官方文档说加这个类型是为了防止给刚体做动画时出现穿透。我用得不多，但关卡里的"电梯平台"就是 Animated 类型，动画改它的位置，速度由引擎算，比手动同步位置和速度省事。

有一点我得强调：Animated 在内部是把刚体设成 Kinematic 的。改类型的时候你会看到引擎内部转了一道，这不奇怪。

2.3 linearVelocity 和冲量，差别在哪

这两个是新手最容易混的一对。官方文档里有一句话我认为是整篇物理文档最该加粗的：力会随时间慢慢修改物体的速度，冲量会立即修改物体的速度。

linearVelocity 是直接赋值速度。赋值的那一刻速度就变了，之后靠阻尼和重力慢慢衰减。适合"我明确知道它现在该有多快"的场景，比如关卡开场给一个初速度。

冲量是 applyLinearImpulse 和 applyLinearImpulseToCenter，前者带作用点，后者直接作用在质心上。冲量改变的是速度增量，瞬时生效。

import { _decorator, Component, RigidBody2D, Vec2 } from 'cc';
const { ccclass } = _decorator;

@ccclass('WindZone')
export class WindZone extends Component {
    private _body!: RigidBody2D;
    private _force = new Vec2(60, 0); // 风区朝向决定正负

    onLoad () {
        this._body = this.getComponent(RigidBody2D)!;
    }

    update () {
        // 风是持续的力，每帧施加，引擎按固定步长积分
        this._body.applyForceToCenter(this._force, true);
    }

    onBump () {
        // 撞击那一瞬间给一个冲量，让包裹明显弹开
        this._body.applyLinearImpulseToCenter(new Vec2(0, 120), true);
    }
}

这两个方法在 3.x 里都有第三个参数 wake，意思是"要不要顺便把刚体唤醒"。刚体如果正在休眠，你给它施加力但忘了唤醒，它会纹丝不动。这个坑我踩过：包裹落在地上不动了，代码检查了半天发现力确实在施加。

还有个细节要说：applyForce 传进去的是"持续施加的力"，力的作用是随时间慢慢改变速度，不像冲量那样一步到位。所以我在 update 里每帧施加同一个力向量，对象就会一直加速；只想推一下的话，应该用冲量。

3.x 的方法名比 2.x 更啰嗦，但也更明确：线冲量分成 applyLinearImpulse（作用到指定点）和 applyLinearImpulseToCenter（作用到质心）两个版本，力也对应分成 applyForce 和 applyForceToCenter。我从旧项目搬代码时，方法名对不上，TypeScript 直接报方法不存在。

2.4 gravityScale：怎么调出"飘但不飘"

无人机挂 Dynamic 刚体的时候，如果不干预，它会往下掉。我想要的效果是"有一点点失重感，但不明显"。

关键参数是 gravityScale。它是重力缩放比例，只对 Dynamic 类型生效。默认值是 1，也就是完全接受全局重力。设成 0 就是完全不受重力，设成 0.3 就是只受三成重力。

全局重力是 PhysicsSystem2D.instance.gravity，默认值 (0, -10)。这个值是米每秒方，乘以 PHYSICS_2D_PTM_RATIO（默认 32）换算成世界单位，所以实际是 (0, -320) 世界单位每秒方。

我在无人机的刚体上设 gravityScale = 0.25。手感上的差别是：无人机在屏幕上飘落的时候速度增加得很慢，看起来像有空气阻力托着，但又不至于完全失重让人失去方向感。0.3 以上就明显飘了，0.2 以下就基本感受不到重力了。

import { _decorator, Component, RigidBody2D, ERigidBody2DType, PhysicsSystem2D } from 'cc';
const { ccclass } = _decorator;

@ccclass('DronePhysics')
export class DronePhysics extends Component {
    onLoad () {
        const body = this.getComponent(RigidBody2D)!;
        body.type = ERigidBody2DType.Dynamic;
        body.gravityScale = 0.25;   // 轻微失重
        body.linearDamping = 2.0;   // 模拟空气阻力
        body.fixedRotation = true;   // 无人机不因为被撞而自转
        body.allowSleep = true;
        body.enabledContactListener = true; // 监听碰撞回调

        // 全局步长保持 1/60，这是默认值
        PhysicsSystem2D.instance.fixedTimeStep = 1 / 60;
    }
}

fixedRotation 这个参数我用得最多。默认是 false，意思是刚体可以自由旋转。我的包裹在地面上翻滚是想要这个效果，无人机撞墙后歪过来转到天朝下，那就太难看了，勾上 fixedRotation 就锁住旋转。

不过要注意，fixedRotation 锁的是旋转，不是旋转速度。它不会让无人机在碰撞时保持原来的朝向角度，只是不让它转。多数时候这够用了。

2.5 手感参数对照表，和休眠这件小事

这张表是我调参时真正在用的。左边是参数名，右边是我实际观察到的变化。

friction 和 restitution 挂在 Collider2D 上，不是刚体上。这点我也搞错过。官方文档写得很清楚：刚体的质量是通过碰撞组件的密度和大小自动计算出来的。所以想改质量，去改碰撞器的 density，别去刚体上找质量字段。3.x 的 2D 刚体压根没有质量属性，只有 getMass() 这个读取方法。

fixedTimeStep 我一开始想调成 1/30 省性能，结果包裹开始穿墙。官方文档在设置步长那节明确写了：降低物理步长和迭代次数都会降低物理的检测频率，更有可能发生刚体穿透。这个项目的包裹飞行速度不慢，我老老实实留在 1/60。

关于休眠：关卡里那些停在原地的障碍物、已经送达的包裹、飘到角落的碎片，如果它们一直在参与物理模拟，CPU 就一直在算。3.x 的物理系统默认允许休眠，刚体速度低于阈值（项目设置里的 sleepThreshold，默认 0.1）并持续一段时间后进入休眠，不再参与碰撞计算。RigidBody2D 上有 isAwake() 查状态，也有 sleep() 和 wakeUp() 手动控制。

我实测过的收益：一关里同时存在 60 个刚体，开启休眠之后静止部分的物理耗时降到三分之一左右。听起来不多，但在低端机上这就是 60 帧和 40 帧的差别。allowSleep = false 的刚体永远不会休眠，官方文档注释里写得很直接"这将使 CPU 占用率提高"，别图省事给所有东西都关掉休眠。

想看物理系统到底在干什么，可以打开调试绘制。PhysicsSystem2D.instance.debugDrawFlags 是位标志，能组合出包围盒、配对线、质心、关节、形状几种视图：

import { PhysicsSystem2D, EPhysics2DDrawFlags } from 'cc';

PhysicsSystem2D.instance.debugDrawFlags =
    EPhysics2DDrawFlags.Shape | EPhysics2DDrawFlags.Pair;

调参阶段我几乎一直开着 Shape 和 Pair。Shape 画碰撞体轮廓，Pair 画当前正在接触的配对线，一眼就能看出"这两个东西根本没碰上"还是"碰到了但没触发回调"。后者是分组配错时的典型症状。

2.6 相关阅读

• Cocos Creator 3.8 用户手册
• Cocos Creator 3.7 用户手册
• Cocos Creator 2.1 API 参考