更为逼真的机器人模拟：Unity 2021.2 Beta版物理模拟更新

Unity 2021.2 beta版提高了物理模拟功能的实用性，功能现在有了更多的用法，并且能让机器人的开发与调试更为轻松高效。

ArticulationBody组件是Unity机器人模拟的核心功能，它可以精确地模拟出运动链，解决机器人手臂、机械手、移动机器人等模拟的关键问题。为了改善组件的性能与实用程度，我们一直在听取用户的反馈意见，并根据反馈进行改进。

ArticulationBody重新排列后的属性列表阅读起来会更加方便，而所有质量参数都被归纳到了一块，其下方则为归纳好的锚点参数，及驱动力参数。这些改动已应用至Unity 2021.1和2020.3。

ArticulationBody编辑器现在使用与普通编辑器一样的可迭代关节，确保其有一致的使用体验。除此之外，新编辑器还支持直观地编辑关节范围及锚点。

而拓展后的关节工具现在支持编辑Prismatic Joint，以及所有ArticulationBody关节类型。想要了解更多详情或向我们反馈，请访问该论坛主题贴。

ArticulationBody新增collision detection mode（碰撞检测模式）选项，支持所有刚体所用的持续性碰撞检测。更新将同步至2021.1和2020.3以支持某些特殊用例：比如，在训练机器学习模型控制人形角色行走时，便需要在脚部持续地检测碰撞，否则模型将学会利用脚部与地面重叠时产生的反冲力（即引擎为避免两个平面重叠产生冲突而对运动物体施加的反向矢量）来加快自己的移动速度，甚至跳跃到空中飞行。

ArticulationBody.AddForce现在有了更为多样的力，以对标Rigidbody.AddForce，譬如作用力、加速力或脉冲力。如此一来，现有的Rigidbody代码可以更轻松地切换到ArticulationBody代码。 

我们还详细说明了组件的边界条件和特殊用法，使得文档内容更加清晰，ArticulationBody组件现在有了专门的文档页面。 

我们还根据用户的反馈为ArticulationBody组件的所有C#脚本属性加入了测量单位，请在此处查看mass（质量）属性的实例。

我们将继续提高普通物理模拟管线的易用性，提升其灵活性，以适配更多的用法。我们认为Physics是复杂物理模拟的基石，创作者现在能够使用额外的功能来更好地了解自己的工作领域，让配置出的模拟结果更为准确。

除了以上内容外，Physics Debugger现在能正确地在单独编辑模式（Isolation Mode）和场景编辑模式（Context Mode）中支持预制件，用户可以独立出预制件进行编辑，隐藏无关的场景，做到“各个击破”。

物理模拟图层是碰撞检测系统性能优化的一个重要工具，通常在包含多个图层的大场景中，我们需要先禁用所有碰撞层，然后再启用必要的碰撞层。为此，Physics设置新添了各图层的碰撞检测启用选项。在包含大量图层的大型项目中，我们便能将所有的碰撞精简到一个较小的图层集合来提高性能。

Physics Profiler（物理模拟分析器）现在新增了几项指标及图表种类，而文本窗口现在可更为详细地展示当前模拟的数据。新增指标包括调用物理模拟的总次数、连接体的数量以及上一帧的变换次量，

用户现在还可以为项目启用/禁用指标来自定义分析窗口，

并且内存占用量也能作为指标显示。

物理模拟调用的批处理作为一种提高性能的手段（一如Raycasts），可在所有空闲的CPU核心上执行物理模拟，而非只在主线程上执行。

理想情况下，批量调用的结果会输出到一个C# job中来最大化性能，但这里的主要问题在于，碰撞体的碰撞将被返回成Unity组件（RaycastHit.collider），所有Unity组件必须在主线程上运行，因此在子线程上运行的物理模拟无法自由地处理碰撞。

为了解决该问题，引擎现在会公开碰撞体的实例ID，实例ID可以在主线程之外自由使用，让连续性批量调用成为可能。

触面摩擦是Unity默认的摩擦模拟模式，它更强调性能而非模拟精度，但仍可通过大量的运算来生成较为精确的结果。

Physics设置现在新增了一个新的增强版触面摩擦模拟，如果双方的接触面上包含一个以上的摩擦锚点，则其生成的摩擦力可比普通模型准确两倍以上。

在下图实例中，带有不同摩擦力的方块在一个平面上滑动。红色方块表示根据理论预测的最终位置，蓝色方块使用了常规的触面摩擦，它最终达到了预测位置的一半；绿色方块使用了改进后的触面摩擦，其结果更加贴近理论模型。

新的接触面修改API现在已经可用，我们正在相关论坛贴中收集反馈意见。该API允许制定物理引擎对接触点的处理方式，包括修改任意一对接触面的接触点属性、限制解算程序施加的推力、调整目标矢量等等。它还有其它用法，像是在任意碰撞体上打洞、生成粘黏性接触面和各种物理驱动的传送带。在下方例子中，球体无视了与平面的接触（可设置区域性忽视）并穿过了平面，而右侧的方块在两个斜面上弹跳时并不会旋转（因为物体接触后的反应被设为不旋转）。

所有这些改进都能让Unity中的模拟更为逼真，许多改进都响应了用户们的建议或反馈，我们也邀请在看的你前来与我们交流。若想在Unity中开发机器人，请在Unity Robotics Hub上了解我们的几个实例与演示。