Unreal Engine 5.7 — 物理 Module Reference¶

最后验证： 2026-02-13 Knowledge Gap: UE 5.7 Chaos Physics 改进

概述¶

UE 5 使用 Chaos Physics（取代了 UE 4 中的 PhysX）：

更好的性能
破坏支持
车辆物理改进

刚体物理¶

在静态网格体上启用物理¶

UStaticMeshComponent* MeshComp = CreateDefaultSubobject<UStaticMeshComponent>(TEXT("Mesh"));
MeshComp->SetSimulatePhysics(true);
MeshComp->SetEnableGravity(true);
MeshComp->SetMassOverrideInKg(NAME_None, 50.0f); // 50 kg

施加力¶

// Apply impulse (instant velocity change)
MeshComp->AddImpulse(FVector(0, 0, 1000), NAME_None, true);

// Apply force (continuous)
MeshComp->AddForce(FVector(0, 0, 500));

// Apply torque (rotation)
MeshComp->AddTorqueInRadians(FVector(0, 0, 100));

碰撞¶

碰撞通道¶

// Project Settings > Engine > Collision
// Define custom collision channels and responses

// Set collision in C++
MeshComp->SetCollisionEnabled(ECollisionEnabled::QueryAndPhysics);
MeshComp->SetCollisionObjectType(ECollisionChannel::ECC_Pawn);
MeshComp->SetCollisionResponseToAllChannels(ECR_Block);
MeshComp->SetCollisionResponseToChannel(ECC_Camera, ECR_Ignore);

碰撞事件¶

// Enable collision events
MeshComp->SetNotifyRigidBodyCollision(true);

// Bind to OnComponentHit
MeshComp->OnComponentHit.AddDynamic(this, &AMyActor::OnHit);

UFUNCTION()
void AMyActor::OnHit(UPrimitiveComponent* HitComp, AActor* OtherActor,
    UPrimitiveComponent* OtherComp, FVector NormalImpulse, const FHitResult& Hit) {
    UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Hit %s"), *OtherActor->GetName());
}

重叠事件¶

// Enable overlap events
MeshComp->SetGenerateOverlapEvents(true);

// Bind to OnComponentBeginOverlap
MeshComp->OnComponentBeginOverlap.AddDynamic(this, &AMyActor::OnOverlapBegin);

UFUNCTION()
void AMyActor::OnOverlapBegin(UPrimitiveComponent* OverlappedComp, AActor* OtherActor,
    UPrimitiveComponent* OtherComp, int32 OtherBodyIndex, bool bFromSweep, const FHitResult& SweepResult) {
    UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Overlapped %s"), *OtherActor->GetName());
}

射线检测（Line Traces）¶

单次射线检测¶

FHitResult HitResult;
FVector Start = GetActorLocation();
FVector End = Start + GetActorForwardVector() * 1000.0f;

FCollisionQueryParams QueryParams;
QueryParams.AddIgnoredActor(this);

// Perform trace
bool bHit = GetWorld()->LineTraceSingleByChannel(
    HitResult,
    Start,
    End,
    ECC_Visibility,
    QueryParams
);

if (bHit) {
    UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Hit: %s"), *HitResult.GetActor()->GetName());
    DrawDebugLine(GetWorld(), Start, HitResult.Location, FColor::Red, false, 2.0f);
}

多次射线检测¶

TArray<FHitResult> HitResults;
bool bHit = GetWorld()->LineTraceMultiByChannel(
    HitResults,
    Start,
    End,
    ECC_Visibility,
    QueryParams
);

for (const FHitResult& Hit : HitResults) {
    UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Hit: %s"), *Hit.GetActor()->GetName());
}

扫描（Thick Trace）¶

FHitResult HitResult;
FCollisionShape Sphere = FCollisionShape::MakeSphere(50.0f);

bool bHit = GetWorld()->SweepSingleByChannel(
    HitResult,
    Start,
    End,
    FQuat::Identity,
    ECC_Visibility,
    Sphere,
    QueryParams
);

角色移动¶

角色移动组件¶

// Built into ACharacter class
UCharacterMovementComponent* MoveComp = GetCharacterMovement();

// Configure movement
MoveComp->MaxWalkSpeed = 600.0f;
MoveComp->JumpZVelocity = 600.0f;
MoveComp->AirControl = 0.2f;
MoveComp->GravityScale = 1.0f;
MoveComp->bOrientRotationToMovement = true;

添加移动输入¶

// In Character class
void AMyCharacter::MoveForward(float Value) {
    if (Value != 0.0f) {
        AddMovementInput(GetActorForwardVector(), Value);
    }
}

void AMyCharacter::MoveRight(float Value) {
    if (Value != 0.0f) {
        AddMovementInput(GetActorRightVector(), Value);
    }
}

物理材质¶

创建物理材质¶

Content Browser > 右键单击 > 物理 > 物理材质
配置属性：
摩擦力：0.0 - 1.0
恢复系数（弹性）：0.0 - 1.0

指定物理材质¶

// In static mesh editor: Physics > Phys Material Override
// Or in C++:
MeshComp->SetPhysMaterialOverride(PhysicalMaterial);

约束（物理关节）¶

物理约束组件¶

UPhysicsConstraintComponent* Constraint = CreateDefaultSubobject<UPhysicsConstraintComponent>(TEXT("Constraint"));
Constraint->SetConstrainedComponents(ComponentA, NAME_None, ComponentB, NAME_None);

// Configure constraint
Constraint->SetLinearXLimit(ELinearConstraintMotion::LCM_Limited, 100.0f);
Constraint->SetLinearYLimit(ELinearConstraintMotion::LCM_Locked, 0.0f);
Constraint->SetLinearZLimit(ELinearConstraintMotion::LCM_Free, 0.0f);

Constraint->SetAngularSwing1Limit(EAngularConstraintMotion::ACM_Limited, 45.0f);

破坏（Chaos Destruction）¶

启用 Chaos Destruction¶

// Plugin: Enable "Chaos" plugin
// Create Geometry Collection asset for destructible objects

销毁几何集合¶

// Fracture mesh in Chaos editor
// In game, apply damage:
GeoComp->ApplyPhysicsField(/* Field parameters */);

Performance Tips¶

物理优化¶

// Simplify collision shapes (use simple primitives)
MeshComp->SetCollisionEnabled(ECollisionEnabled::NoCollision); // Disable when not needed

// Use Physics Asset for skeletal meshes (simplified collision)
// Don't simulate physics for distant objects

// Reduce physics substeps:
// Project Settings > Engine > Physics > Max Substep Delta Time

调试¶

物理调试可视化¶

// Console commands:
// show collision - Show collision shapes
// p.Chaos.DebugDraw.Enabled 1 - Show Chaos debug
// pxvis collision - Visualize collision

// Draw debug shapes:
DrawDebugSphere(GetWorld(), Location, Radius, 12, FColor::Green, false, 2.0f);
DrawDebugBox(GetWorld(), Location, Extent, FColor::Red, false, 2.0f);

来源¶

https://docs.unrealengine.com/5.7/en-US/physics-in-unreal-engine/
https://docs.unrealengine.com/5.7/en-US/chaos-physics-overview-in-unreal-engine/

注意

仅翻译源代码片段中的注释。不要翻译字符串文字或用户可见的文本。

源代码片段中未注释掉的代码行必须保持完全不变。仅翻译位于代码上方的注释行。

警告

不要翻译命令、文件路径、URL 或代码标识符。仅翻译叙述性文本。

本指南中使用的示例仅用于说明目的。UI 元素名称和键盘快捷键可能会根据你所使用的 Unreal Engine 版本而有所不同。

物理系统概述¶

抽象

Unreal Engine 中的物理系统 是一个框架，用于模拟刚体动力学、碰撞检测以及场景中 Actor 之间的交互。它基于 Chaos 物理系统构建，该系统提供了用于创建逼真物理模拟的确定性求解器和多种功能。

在本模块中，你将学习到：

Chaos 物理系统概述
物理主体
碰撞
物理约束
物理控制

提示

本模块假定你已了解 Unreal Engine 编辑器的基础知识。如果你还不熟悉编辑器，请先查看 Unreal Engine 文档中的入门指南。

Chaos 物理系统概述¶

Chaos 是 Unreal Engine 5 的默认物理系统。它取代了旧版 PhysX 物理引擎，并提供了一套统一的功能集，用于模拟：

刚体动力学 — 模拟受力和扭矩影响的刚性物体的运动。
软体动力学 — 模拟可变形物体，如布料、头发和可破坏物。
流体模拟 — 使用粒子系统模拟液体和气体。
车辆物理 — 模拟车辆及其与环境的交互。
角色物理 — 模拟角色与其环境之间的物理交互。

Chaos 设计为确定性的，这意味着在相同输入下，它每次都会产生相同的结果。这对于依赖可重现物理模拟的游戏玩法机制尤为重要。

Chaos 的主要特性¶

高性能：Chaos 经过优化，可在多个 CPU 核心上并行运行，并且可以扩展到大型场景。
灵活性：Chaos 提供了一套全面的 API，用于创建自定义物理行为。
稳定性：Chaos 设计为数值稳定，即使在复杂的模拟场景中也是如此。

关键概念¶

以下部分介绍了与 Chaos 相关的一些关键概念：

物理主体：物理主体是参与物理模拟的 Actor 或组件。它们具有质量、位置、旋转和速度等属性。
碰撞：碰撞是物理主体之间的交互。它们可以用于防止物体相互穿过，或用于触发游戏玩法事件。
约束：约束限制了物理主体之间的相对运动。它们可用于创建关节、铰链和其他类型的连接。
物理控制：物理控制用于将力或扭矩施加到物理主体上。它们可用于推动物体、旋转物体或创建复杂的物理行为。

物理主体¶

物理主体是参与物理模拟的 Actor 或组件。它们具有质量、位置、旋转和速度等属性。物理主体可以有两种类型：

静态：静态主体不参与模拟。它们用于表示环境中不移动的物体。
动态：动态主体参与模拟。它们受力和扭矩的影响，可以与其他物理主体碰撞。

创建物理主体¶

要创建物理主体，需要向 Actor 添加一个物理主体组件。该组件将处理 Actor 的物理模拟。你可以将物理主体组件添加到任何 Actor，无论其类型如何。

要添加物理主体组件：

在内容浏览器中选择 Actor。
在细节面板中，单击添加组件按钮。
从组件列表中，选择物理主体。
配置所需属性。

物理主体属性¶

物理主体组件具有许多属性，可用于控制其行为。其中一些最常用的属性包括：

质量：主体的质量。它影响主体对力的反应方式。
重力：此属性控制重力是否影响主体。
线性阻尼：此属性控制主体随时间衰减线性速度的速率。
角阻尼：此属性控制主体随时间衰减角速度的速率。
碰撞启用：此属性控制主体是否会与其他物理主体碰撞。

物理主体类型¶

有几种类型的物理主体：

静态：静态主体不参与模拟。它们用于表示环境中不移动的物体。
动态：动态主体参与模拟。它们受力和扭矩的影响，可以与其他物理主体碰撞。
运动学：运动学主体参与模拟，但通过代码或动画直接驱动。它们不会对力或扭矩作出反应。

碰撞¶

碰撞是物理主体之间的交互。它们可以用于防止物体相互穿过，或用于触发游戏玩法事件。

在 Unreal Engine 中，有几种类型的碰撞：

阻挡：主体会阻挡彼此的移动。
重叠：主体可以相互穿过，但会生成重叠事件。
忽略：主体会完全忽略彼此。

配置碰撞¶

物理主体之间的碰撞行为由 Actor 或组件上的碰撞设置属性控制。要配置碰撞：

在细节面板中选择 Actor 或组件。
在碰撞部分下，配置所需属性。
通过设置碰撞启用属性为查询和物理来启用碰撞。

碰撞事件¶

碰撞事件可用于触发游戏玩法事件。有两种类型的碰撞事件：

碰撞事件：当两个物理主体之间的碰撞开始时生成的。
重叠事件：当两个物理主体开始或停止重叠时生成的。

要接收碰撞事件，需要将事件处理程序绑定到物理主体组件上的相应事件。

物理约束¶

物理约束限制了物理主体之间的相对运动。它们可用于创建关节、铰链和其他类型的连接。

Unreal Engine 中有几种类型的物理约束：

固定：约束将两个物理主体锁定在一起。
铰链：约束允许两个物理主体围绕一个轴相对旋转。
球形：约束允许两个物理主体在所有方向上相对旋转。
棱柱：约束允许两个物理主体沿一个轴相对平移。

创建物理约束¶

要创建物理约束，需要向 Actor 添加一个物理约束组件。该组件将处理 Actor 之间的物理约束。

要添加物理约束组件：

在内容浏览器中选择 Actor。
在细节面板中，单击添加组件按钮。
从组件列表中，选择物理约束。
配置所需属性。

物理约束属性¶

物理约束组件具有许多属性，可用于控制其行为。其中一些最常用的属性包括：

约束类型：约束的类型。
线性限制：约束允许的线性运动量。
角限制：约束允许的角运动量。
硬度：约束抵抗运动的刚度。
阻尼：约束随时间衰减运动的速率。

物理控制¶

物理控制用于将力或扭矩施加到物理主体上。它们可用于推动物体、旋转物体或创建复杂的物理行为。

Unreal Engine 中有几种类型的物理控制：

力：力是物理主体上的线性推力。
扭矩：扭矩是物理主体上的旋转力。
脉冲：脉冲是施加到物理主体上的瞬时力或扭矩。

应用物理控制¶

要应用物理控制，需要获取对要控制的物理主体组件的引用，然后调用相应的方法。

例如，要对物理主体施加力：

// 获取对物理主体组件的引用
UPhysicsBodyComponent* PhysicsBody = GetComponentByClass<UPhysicsBodyComponent>();

// 对物理主体施加力
PhysicsBody->AddForce(FVector(0.0f, 0.0f, 1000.0f));

物理控制类型¶

有几种类型的物理控制：

力：力是物理主体上的线性推力。
扭矩：扭矩是物理主体上的旋转力。
脉冲：脉冲是施加到物理主体上的瞬时力或扭矩。

物理控制可用于创建各种不同的行为，例如：

推动物体
旋转物体
创建爆炸
创建角色运动

性能提示¶

以下部分提供了一些用于优化物理性能的提示：

使用简单的碰撞形状：简单的碰撞形状（例如盒子、球体、胶囊体）比复杂的碰撞形状（例如凸包、三角网格）计算成本更低。
减少物理主体的数量：场景中物理主体越多，物理模拟的计算成本就越高。
使用碰撞预设：碰撞预设是一种快速配置碰撞行为的便捷方式，无需手动设置每个属性。
使用物理 LOD：物理 LOD（细节层次）可用于降低远处物体的物理模拟质量。

提示

在移动平台上开发时，请使用简单碰撞形状并减少物理主体的数量，以确保可接受的性能。

本页原文 Markdown：在 AtomGit 查看·内容源自开源项目 cl/Claude-Code-Game-Studios