Forge Dynamics Shape

简介

Forge Dynamics 是一个 2D 物理引擎，基于 Erin Catto 开发的出色 Box2D。

Forge Dynamics 入门

可以通过 Create > Demo Scenes > Dynamics 菜单或 Try Pro 按钮，使用 Starter 许可证测试 Forge Dynamics。虽然可以体验该功能，但保存和渲染将被阻止。有关更多信息，请参见 Licence Types。

UI

• Shape
• Mask
• Bodies
• Initial State
• Advanced

Common Attributes +

Start Frame - 设置模拟开始的帧。

Gravity - 设置重力强度。

Ground Mode - 确定模拟如何响应合成边界。

• Off - 忽略合成边缘。
• Composition Bottom - 与合成底部碰撞。
• Composition Edges - 与合成的所有边缘碰撞。

Ground Friction - 设置一个值来确定摩擦力对合成边缘碰撞的影响程度。较高的摩擦力值将导致形状更快地失去速度。

Velocity Iterations - 纠正施加于 Shapes 的力的强度。值越高，结果越精确。

Position Iterations - 在碰撞期间纠正 Shapes 位置的强度，以减少重叠。值越高，结果越精确。

Fields - 将 Field 添加到模拟中。

Collision Events - 将 Collision Event 添加到模拟中。Collision Events 也可以通过 Body 选项卡下的设置在”每个 Body”的基础上添加。

添加到 Body 的任何 Collision Events 将覆盖添加到 Forge Dynamics Shape 的 Collision Events。

参见 Common Attributes

Bodies - 连接要包含在模拟中的 Shapes。可以通过 Scene Window 将 Shapes 拖入此属性，使用 right click > Add Body > select Shape，或通过 Connection Anchor 添加。

Bodies 列表包含启用/禁用它们、设置特定设置或从模拟中移除它们的选项。

每个 Body 的设置

您可以通过 Bodies 列表中的齿轮图标访问”每个 Body”的设置：

• Input Shape - 用作 Body 的 Shape。
• Friction - 设置一个值来确定摩擦力。较高的 Friction 值将导致 Shapes 更快地失去速度。
• Bounce - 设置一个值来确定 Shapes 的弹性程度。较高的 Bounce 值将导致 Shapes 弹得更高/更远。
• Density - 设置一个值来确定 Shapes 的密度。较高的 Density 值将赋予 Shapes 更重的外观，并导致它们需要更大的力来移动。
• Gravity Scale - 增加/减少 Shape 选项卡下 Gravity 属性对 Shapes 的影响。值为 -1 将反转 Shape 的 Gravity 设置，值为 2 将使其加倍。
• Body Type：
  • Dynamic - Bodies 将根据为模拟设置的属性移动。
  • Still - Bodies 将保持在原位，虽然它们将参与碰撞，但位置或旋转不会受到影响。
  • Kinematic - Body 的位置和旋转将由 Input Shape 上的任何关键帧动画决定。
  • Kinematic Hybrid - Body 的位置和旋转将由 Input Shape 上的任何关键帧动画决定，直到最后一个关键帧，此时它将加入模拟。

只有关键帧动画支持 Kinematic Shapes。通过 Behaviours 的程序化动画不受支持。

• Constrain Hybrids - 此设置将向 Hybrid Body 附加一个弹簧，以便当其动画结束时，它将弹跳至停止。
• Hybrid Frequency - 以 Hz 为单位设置弹簧的频率。
• Hybrid Damping - 设置弹簧恢复静止的速度。较高的值将导致较少的次级运动。
• Sensor - Sensor 是一种可以触发碰撞事件但不会触发碰撞的形状。
• Collision Shape Type - 设置用于碰撞的形状。这些形状使用”最佳猜测”自动设置，但也可以手动设置。对于更复杂的场景，更简单的形状可以帮助提高性能，但会降低模拟的准确性。可以通过在 Viewport Settings 中选择启用了 Draw Debug Information 的 Forge Dynamics Shape 来在 Viewport 中显示碰撞形状（确保图层已解锁）。
  • Box - 使用 Shape 的边界框。
  • Circle - 使用一个”最佳拟合” Shape 的圆。
  • Simple Polygon - 使用一个”最佳拟合” Shape 的多边形。最多可使用 12 条边的多边形。如果无法使用 12 边形来近似 Body，则将使用方框代替。
  • Complex Polygon - 通过将 Shape 分割为更小的夹具（子 Bodies）来创建碰撞形状，以支持凹形 Shapes。
  • Chain - 对开放轮廓/路径使用此设置。这是单面碰撞，找到正确的设置取决于轮廓的绘制方式。作为指南 — 当使用 Edit Shape 工具选择轮廓时，指示方向的小箭头出现的那一侧，就是会发生碰撞的那一侧。
  • Chain (Reversed) - 对开放轮廓/路径使用此设置。当 Chain 对轮廓不工作时，很可能它是”颠倒”的，因此被排除在碰撞之外。在这种情况下请尝试此设置。
  • Soft Body - 使用此设置模拟可变形对象。

Chain Collision Shape Type 旨在用于开放路径。由于开放路径没有体积，它们无法受力，因此无论其 Body Type 如何，都将始终保持静态。虽然闭合路径可以设置为 Chain，但同样的原理适用。

• Max Fixtures Per Body - 当 Collision Shape Type 设置为 Complex Polygon 时，设置要创建的最大”夹具/子 Bodies”数量。
• Stiffness - 当 Collision Shape Type 设置为 Soft Body 时，以 Hz（每秒振动次数）设置弹簧频率。较高的值使软体更坚硬。
• Damping - 当 Collision Shape Type 设置为 Soft Body 时，设置阻尼比以控制振荡消退的速度。
• Pressure - 当 Collision Shape Type 设置为 Soft Body 时，设置用于体积保持的内部压力。较高的值将粒子向外推以保持身体的形状。
• Shape Matching - 当 Collision Shape Type 设置为 Soft Body 时，设置一个影响，将 Soft Body 粒子移回其原始位置，帮助在碰撞使 Shape 变形后保持形状一致性。
• Particle Radius - 当 Collision Shape Type 设置为 Soft Body 时，设置用于模拟软体的粒子大小。较小的值提供更精细的细节但粒子更多，但也可能更难控制。
• Max Stretch - 当 Collision Shape Type 设置为 Soft Body 时，设置弹簧连接的最大允许拉伸量，以静止长度的倍数表示。较低的值在冲击下能更好地保持形状，但可能不够灵活。值为 2 意味着弹簧可以拉伸到其静止长度的两倍。
• Live Forever - 勾选后，Body 将始终包含在模拟中。
• Lifespan - 设置一段持续时间（以秒为单位），之后 Body 将从模拟中移除。
• Starts Asleep - 勾选后，Body 将保持休眠状态，直到另一个形状与其碰撞。
• Allows Sleep - 勾选后，Body 在变为休眠状态时将被允许休眠。这可以帮助提高性能。
• Starting Velocity - 设置在 Body 首次出现的时刻施加于 Body 的速度。
• Starting Rotational Velocity - 设置在 Body 首次出现的时刻施加于 Body 的旋转速度。
• Position Damping - 设置 Body 位置上的阻尼。较高的值将导致更快的减速。
• Rotation Damping - 设置 Body 旋转上的阻尼。较高的值将导致更快的旋转减速。
• Use Maximum Velocity - 勾选后，所有 Bodies 的速度将被限制为 Maximum Velocity。
• Maximum Velocity - 设置 Bodies 可以达到的最大速度。
• Use Maximum Rotational Velocity - 勾选后，所有 Bodies 的旋转速度将被限制为 Maximum Rotational Velocity。
• Maximum Rotational Velocity - 设置 Bodies 可以达到的最大旋转速度。
• Collision Groups - 通过输入逗号分隔的字符串（例如 text, rocks）分配碰撞组。这些可以用于过滤 Fields 对单个 Bodies 的影响，或 Bodies 与其他 Bodies 的交互方式。
• Collides With - 输入逗号分隔的字符串（例如 text, rocks）以指定 Body 与之碰撞的特定 Collision Groups。特殊标记 none 可用于将 Body 排除在任何碰撞之外。
• Level Mode - 选择要影响的子网格的哪个/哪些层级。参见 Sub-Mesh 了解更多信息。
  • Custom… - 手动设置 Custom Level。
  • Text (Lines) - 与 Text Shape 一起使用，将影响每个行。
  • Text (Words) - 与 Text Shape 一起使用，将影响每个词。
  • Text (Characters) - 与 Text Shape 一起使用，将影响每个字符。
  • All - 影响所有子网格，无论层级如何。
• Custom Level - 手动设置自定义层级。
• Constraints - 添加 Constraints。
• Collision Events - 添加 Collision Events。

全局设置

Use Maximum Velocity - 勾选后，所有 Bodies 的速度将被限制为 Maximum Velocity。

Maximum Velocity - 设置 Bodies 可以达到的最大速度。

Use Maximum Rotational Velocity - 勾选后，所有 Bodies 的旋转速度将被限制为 Maximum Rotational Velocity。

Maximum Rotational Velocity - 设置 Bodies 可以达到的最大旋转速度。

Initial Position Strength - 设置一个力，将 Body 吸引回其起始位置。对该属性设置关键帧可以在模拟过程中将 Bodies 返回其起始位置。

Initial Rotation Strength - 设置一个力，将 Body 吸引回其起始旋转。对该属性设置关键帧可以在模拟过程中将 Bodies 返回其起始旋转。

Starting Velocity - 设置在所有 Bodies 首次出现的时刻施加于所有 Bodies 的速度。

Starting Rotational Velocity - 设置在所有 Bodies 首次出现的时刻施加于所有 Bodies 的旋转速度。

World Scale - 当模拟中存在非常大或非常小的 Shapes 时，使用此选项调整世界比例以改善模拟质量。

Time Step - 设置模拟每秒步进（计算）的次数。较高的值将产生更高质量的模拟，但可能会影响性能。

Cache Solver（按钮）- 缓存 Forge Dynamics 模拟。Cavalry 将播放 Playback Range 以将缓存文件保存到磁盘。保存缓存后，此按钮将变为 Update Cache 按钮。这将覆盖正在使用的任何现有缓存。

Remove Cache（按钮）- 移除保存的缓存文件。这不会从文件系统中删除 .sdcache 文件。

Use File Cache - 勾选后，模拟可以保存到 .sdcache 文件中。这对于较重的模拟实现更快的播放或通过 Cache Offset 实现重定时非常有用。Motion Blur 也需要它。

Cache File Path - 设置缓存文件的保存位置。这在首次缓存求解器时确定，或者使用文件夹图标打开 Finder/Explorer 窗口并导航到现有的 .sdcache 文件。

Cache Offset - 设置缓存的时间偏移。

您可以使用缓存来”倒回”模拟，并在需要时创建循环。为此：

1. 缓存模拟。
2. 在模拟刚结束后，为 Cache Offset 设置一个关键帧。
3. 例如，如果该关键帧设置在第 100 帧，则将播放头移动到第 200 帧（例如再前进 100 帧），然后添加一个值为 -200 的关键帧。

通过在第 200 帧设置值为 -200 的关键帧，您实际上是在要求缓存显示第 200 + -200 帧，即 = 0。即缓存回到了第 0 帧（开始）。

下表说明了 Cache Offset 如何创建回到第 0 帧的循环。

Frame	Cache Offset Value	Equivalent Value
0	0	0
100	0	100
200	-200	0

模拟过程中无法更新 Shape 的几何形状。例如：

• 动画化 Scale。
• 动画化原始 Shapes 的属性（例如 Rectangle 的 Width 或 Ellipse 的 Radius）。
• 动画化顶点（又名 Path Animation）。
• 使用 Deformers。
• 动画化像 Convex Hull 或 Connect Shape 这样的 Shapes。