约束概述

无约束刚体有6个自由度，能在3个坐标上平移并能绕3个笛卡尔轴旋转。约束(constraint)限制了物体的运动，削减了物体自由度。

1.点对点约束

最简单的约束模型。刚体中的某个点与其他刚体指定点对齐。

可用于模拟吊灯等。

2.刚性弹簧

刚性弹簧约束(stiff spring constraint)类似点对点约束，但是需要两个点保持一定的距离。

3.铰链约束

铰链限制物体旋转运动只能绕铰链旋转，受限刚体只剩一个旋转自由度。

铰链分为无限制铰链和有限制铰链。
铰链还可以设置阻尼。

4.活塞约束

活塞(piston)限制刚体只能在一个轴上平移，受限刚体只剩一个平移自由度。

可以是有限制或者无限制的。
可以选择限制和不限制刚体绕活塞平移轴旋转。
可以含有或者不含摩擦力。

5.其他约束

• 平面：

受限刚体只能在一个平面移动。

• 滑轮：

滑轮约束中，一根假想的绳子经过滑轮连接两个物体，物理沿绳子按杠杆比率移动。

6.约束链

Jason：由于约束求解程序的迭代性质，一串刚体长链并不容易稳定模拟。约束链(constraint chain)是一种特殊的约束群组，内含供求解程序使用的物体连接信息。，令求解程序能稳定地处理这些约束链。

7.布娃娃

Jason：布娃娃(ragdoll)实质是一种物理系统驱动的程序式动画(procedual animation)。

布娃娃中的刚体使用约束互相连接。布娃娃的约束为了模拟真实人体的关节而特别设计。我们通常使用约束链提高模拟的稳定性。

Cre：Unity中通常使用CharacterJoint约束组件来模拟关节约束。

• 注意事项：

布娃娃的刚体和骨骼关节未必是一对一关系，因为一般骨骼关节的数量比布娃娃的刚体数要多很多，需要一个映射刚体至关节的系统。映射系统还要能判断那些不受刚体驱动的额外关节的正确姿势。

8.富动力约束

约束可以加入动力。引擎其他系统例如动画系统可以间接地控制布娃娃刚体的运动。

在无其他力的影响下，各刚体完全追踪动画骨骼的运动。但如果有其他力介入，会使关节偏离原来的动画运动。

CRE：高级的人偶系统例如PuppetMaster，可以自定义肌肉力度也可以把刚体钉在动画骨骼上，还可以设置骨骼混合比。

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