Colliders

Collider components define the shape of a GameObject for the purposes of physical collisions. A collider, which is invisible, does not need to be the exact same shape as the GameObject’s mesh. A rough approximation of the mesh is often more efficient and indistinguishable in gameplay.

The simplest (and least processor-intensive) colliders are primitive collider types. In 3D, these are the Box Collider, Sphere Collider and Capsule Collider. In 2D, you can use the Box Collider 2D and Circle Collider 2D. You can add any number of these to a single GameObject to create compound colliders.

Compound colliders

Compound colliders approximate the shape of a GameObject while keeping a low processor overhead. To get further flexibility, you can add additional colliders on child GameObjects. For instance, you can rotate boxes relative to the local axes of the parent GameObject. When you create a compound collider like this, you should only use one Rigidbody component, placed on the root GameObject in the hierarchy.

Primitive colliders do not work correctly with shear transforms. If you use a combination of rotations and non-uniform scales in the Transform hierarchy so that the resulting shape is no longer a primitive shape, the primitive collider cannot represent it correctly.

Mesh colliders

There are some cases, however, where even compound colliders are not accurate enough. In 3D, you can use Mesh Colliders to match the shape of the GameObject’s mesh exactly. In 2D, the Polygon Collider 2D does not match the shape of the sprite graphic perfectly but you can refine the shape to any level of detail you like.

These colliders are much more processor-intensive than primitive types, so use them sparingly to maintain good performance. Also, a mesh collider cannot collide with another mesh collider (i.e., nothing happens when they make contact). You can get around this in some cases by marking the mesh collider as Convex in the Inspector. This generates the collider shape as a “convex hull” which is like the original mesh but with any undercuts filled in.

The benefit of this is that a convex mesh collider can collide with other mesh colliders so you can use this feature when you have a moving character with a suitable shape. However, a good rule is to use mesh colliders for scene geometry and approximate the shape of moving GameObjects using compound primitive colliders.

Static colliders

You can add colliders to a GameObject without a Rigidbody component to create floors, walls and other motionless elements of a Scene. These are referred to as static colliders. At the opposite, colliders on a GameObject that has a Rigidbody are known as dynamic colliders. Static colliders can interact with dynamic colliders but since they don’t have a Rigidbody, they don’t move in response to collisions.

Physics materials

Когда коллайдеры взаимодействуют, их поверхностям надо симулировать свойства материала, из которого они теоретически должны состоять. Например, слой льда будет более скользким, в то время как резиновый мяч будет предлагать больше трения и будет очень упругим. Хотя форма коллайдеров и не деформируется во время коллизий, их трение и упругость можно настроить используя физические материалы (Physics Materials). Настроить параметры так, как хочется, можно методом проб и ошибок, но, например, материал льда будет иметь нулевое (или очень маленькое) трение, а резиновый материал будет с большим показателем трения и почти идеальной упругостью. Для дополнительной информации по доступным параметрам, читайте страницы справки Physic Material и Physics Material 2D. Учтите, что, по историческим причинам, 3D ассет называется Physic Material, в то время как 2D эквивалент называется Physics Material 2D (с “s” после “Physic”).

Triggers

В случае столкновения, система скриптинга может это обнаружить и выполнить действия, указанные в функции OnCollisionEnter. Однако вы также можете использовать физический движок просто для обнаружения того, что один коллайдер входит в пространство другого, без создания коллизии. Коллайдер, настроенный как триггер (с помощью свойства Is Trigger), не ведёт себя как твёрдый объект и просто будет пропускать другие коллайдеры сквозь себя. Когда другой коллайдер войдёт “на территорию” этого коллайдера, триггер вызовет функцию OnTriggerEnter в скриптах объекта, к которому присоединён триггер.

Collision callbacks for scripts

When collisions occur, the physics engine calls functions with specific names on any scripts attached to the objects involved. You can place any code you like in these functions to respond to the collision event. For example, you might play a crash sound effect when a car bumps into an obstacle.

On the first physics update where the collision is detected, the OnCollisionEnter function is called. During updates where contact is maintained, OnCollisionStay is called and finally, OnCollisionExit indicates that contact has been broken. Trigger colliders call the analogous OnTriggerEnter, OnTriggerStay and OnTriggerExit functions. Note that for 2D physics, there are equivalent functions with 2D appended to the name, eg, OnCollisionEnter2D. Full details of these functions and code samples can be found on the Script Reference page for the MonoBehaviour class.

With normal, non-trigger collisions, there is an additional detail that at least one of the objects involved must have a non-kinematic Rigidbody (ie, Is Kinematic must be switched off). If both objects are kinematic Rigidbodies then OnCollisionEnter, etc, will not be called. With trigger collisions, this restriction doesn’t apply and so both kinematic and non-kinematic Rigidbodies will prompt a call to OnTriggerEnter when they enter a trigger collider.

Collider interactions

Коллайдеры взаимодействуют друг с другом по разному, в зависимости от того, как настроены их компоненты Rigidbody. Тремя важными конфигурациями являются статичный коллайдер (Static Collider) (т.е. компонент Rigidbody отсутствует вообще), Rigidbody коллайдер (Rigidbody Collider), и кинематический Rigidbody коллайдер (Kinematic Rigidbody Collider).

Static Collider

A static collider is a GameObject that has a Collider but no Rigidbody. Static colliders are mostly used for level geometry which always stays at the same place and never moves around. Incoming Rigidbody objects collide with static colliders but don’t move them.

In particular cases, the physics engine optimizes for static colliders that never move. For instance, a vehicle resting on top of a static collider remains asleep even if you move this static collider. You can enable, disable, or move static colliders in runtime without specially affecting the physics engine computation speed. Also, you can safely scale a static Mesh Collider as long as the scale is uniform (not skewed).

Rigidbody Collider

Это игровой объект, к которому прикреплён коллайдер и нормальный не кинематический Rigidbody. Rigidbody коллайдеры полностью симулируются физическим движком и могут реагировать на коллизии и силы, приложенные из скрипта. Они могут сталкиваться с другими объектами (включая статичные коллайдеры) и являются самой распространённой конфигурацией коллайдера в играх, которые используют физику.

Kinematic Rigidbody Collider

Это игровой объект, к которому прикреплён коллайдер и кинематический Rigidbody (т.е. свойство IsKinematic компонента Rigidbody включено). Изменяя компонент Transform, вы можете перемещать объект с кинематическим Rigidbody, но он не будет реагировать на коллизии и приложенные силы так же, как и не кинематические Rigidbody. Кинематические Rigidbody должны использоваться для коллайдеров, которые могут двигаться или периодически выключаться/включаться, иначе они будут вести себя как статичные коллайдеры. Примером этого является скользящая дверь, которая обычно является недвижимым физическим препятствием, но по надобности может открываться. В отличие от статичного коллайдера, движущийся кинематический Rigidbody будет применять трение к другим объектам и, в случае контакта, будет “будить” другие Rigidbody.

Даже когда они неподвижны, кинематические Rigidbody коллайдеры ведут себя иначе, в отличие от статичных коллайдеров. Например, если коллайдер настроен как триггер, то вам также понадобится добавить к нему Rigidbody, чтобы можно было в вашем скрипте принимать события триггера. Если вы не хотите, чтобы триггер падал под действием силы гравитации или подвергался влиянию физики, то тогда вы можете включить свойство IsKinematic.

A Rigidbody component can be switched between normal and kinematic behavior at any time using the IsKinematic property.

A common example of this is the “ragdoll” effect where a character normally moves under animation but is thrown physically by an explosion or a heavy collision. The character’s limbs can each be given their own Rigidbody component with IsKinematic enabled by default. The limbs will move normallly by animation until IsKinematic is switched off for all of them and they immediately behave as physics objects. At this point, a collision or explosion force will send the character flying with its limbs thrown in a convincing way.

Collision action matrix

Когда сталкиваются 2 объекта, количество различных событий в скрипте зависит от конфигураций компонентов Rigidbody столкнувшихся объектов. Схемы ниже содержат детали того, какие функции событий будут вызваны, основываясь на присоединённых к объектам компонентах. В некоторых комбинациях эффект производится только на один из двух объектов, так что помните правило - законы физики не применяются к объектам, у которых нет присоединённого Rigidbody.