【Unity】[帮助文档] AddForce函数详解，参数ForceMode（Acceleration、Force、Impulse 和 VelocityChange）的选择

浅浅的花香味﹌ 2023-09-24 16:37 108阅读 0赞

## 背景 ##

经常忘，经常查，倒不如我自己写一篇给自己方便参考，毕竟每次都在某N站查出来的都是不知道互抄到哪一年的机翻文章。

本文涉及代码与测试参考unity版本为2021.3，  
![在这里插入图片描述][d890e197360f4dfcb2ef353d2525535b.png]

## AddForce ##

用于对rigidbody组件对象添加力的作用。  
其参数决定了添加力的作用方式，因此参数不同，其获得的效果（动量、动能）也不同。  
另外unity重力加速度默认为9.81左右，随着物体的状况会有改变。使用`Debug.Log("Gravity: " + Physics.gravity);`查看重力加速度（重力加速度也有方向！所以也是Vector3）。

## 要点 ##

你需要了解并理解以下内容

*  力是矢量，有方向，因此调用时的第一个参数是Vector3类型
 *  > 无论选什么参数施力，力都不会自动应用于后续帧。它只会在您调用AddForce函数的那一刻应用。区别仅在于它如何计算要施加多少力，而不在于它如何施加力。 https://answers.unity.com/questions/696068/difference-between-forcemodeforceaccelerationimpul.html
 *  > 使用 AddForce 时，不用手动使用 Time.deltaTime 或  
    > fixedDeltaTime，其内部的物理函数会自动将时间纳入计算。  
    > https://answers.unity.com/questions/1752181/does-addforce-with-forcemodeforce-use-timedeltatim.html
 *  物理相关的代码最好在fixUpdate函数而不是update内进行，因为fixupdate的时间间隔是固定的，update的时间间隔取决于帧率，且每次都不确定。
 *  持续的力（fixUpdate内的持续调用）使用Force、Acceleration参数，单次的力使用Impulse参数，对速度的改变使用VelocityChange参数

## ForceMode ##

### Force（力）： ###

通过 AddForce 函数添加力，单位为 N。如果我们在FixUpdate内持续调用`AddForce(Vector3.up *100,ForceMode.Force)`，那一秒内的50次调用（默认情况下FixUpdate 0.02秒调用一次）即为对该物体产生一个向上的100N的力持续一秒。  
这两行代码是一样的

rigidbody.AddForce(Vector3.forward*1.0f,ForceMode.Force);
     
     rigidbody.velocity += Vector3.forward*1.0f * Time.fixedDeltaTime / (rigidbody.mass);

### Impulse（冲量）： ###

通过 AddForce 函数添加冲量，单位为 N /s（牛顿每秒）。冲量是一个在一瞬间产生的力，`AddForce(Vector3.up *100,ForceMode.Impulse)`调用1次与`AddForce(Vector3.up *100,ForceMode.Force)` 调用50次（一秒）的总力一样。  
这两行代码是一样的

rigidbody.AddForce(Vector3.forward*1.0f,ForceMode.Impulse);
     
     rigidbody.velocity += Vector3.forward*1.0f / rigidbody.mass;

### Acceleration（加速度）： ###

通过 AddForce 函数添加加速度。忽略对象的质量，`AddForce(Vector3.left*100,ForceMode.Acceleration)`在fixupdate内执行一秒（默认50次），即视作一秒内物体保持了一个向左的100的加速度，静止的物体会在一秒后速度变为100.  
这两行代码是一样的

rigidbody.AddForce(Vector3.forward*1.0f,ForceMode.Acceleration);
     
     rigidbody.velocity += Vector3.forward*1.0f * Time.fixedDeltaTime;

### VelocityChange（变速）： ###

通过 AddForce 函数添加的速度变化，单位为 m/s。忽略对象的质量，速度变化是一个直接改变物体速度的量，它可以在一次调用后立即影响物体的运动状态。  
这两行代码是一样的

rigidbody.AddForce(Vector3.forward*1.0f,ForceMode.VelocityChange);
     
    rigidbody.velocity += Vector3.forward*1.0f;

参考：

> https://answers.unity.com/questions/802181/trying-to-understand-rigidbody-forcemode-derivatio.html?childToView=802667\#answer-802667

## 是否与质量有关 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数</th> 
   <th>质量有关</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Force</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Impulse</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Acceleration</td> 
   <td>否</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>VelocityChange</td> 
   <td>否</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 为了深化理解，做点实验 ##

### VelocityChange ###

用一个左平抛运动的物体举例，物体在（0，0，0)生成。初速为0，有重力加速度，所以我们只用关注x轴向速度。

private void FixedUpdate()
        {
        
            rb.AddForce(Vector3.left * 10, ForceMode.VelocityChange);
            //当对象y坐标小于0，摧毁该对象，并输出当前坐标
            if (transform.position.y < 0)
            {
        
                Destroy(gameObject);
                Debug.LogWarning("Position: " + transform.position);
            }
    
            //输出物体当前速度
            Debug.Log("Velocity: " + rb.velocity);
        }

![在这里插入图片描述][d137777e29974748b97234afde808576.png]  
每次调用使得x轴向速度增加10。相当于

rigidbody.velocity += Vector3.left*10f;

### Acceleration 和Force ###

用一个左平抛运动的物体举例，物体在（0，0，0)生成。初速为0，有重力加速度，所以我们只用关注x轴向速度。

private void FixedUpdate()
        {
        
            rb.AddForce(Vector3.left * 10, ForceMode.Acceleration);
            //当对象y坐标小于0，摧毁该对象，并输出当前坐标
            if (transform.position.y < 0)
            {
        
                Destroy(gameObject);
                Debug.LogWarning("Position: " + transform.position);
            }
    
            //输出物体当前速度
            Debug.Log("Velocity: " + rb.velocity);
            
           
        }

![在这里插入图片描述][d717fdf9081f422194242e9b546f5288.png]  
一次调用使得x方向速度改变0.2（即一秒调用使x方向速度变为10，与代码中Vector3.left \* 10一致）

Acceleration可以理解为 ,函数内部的执行效果相当于，参数为Force的力的大小自动乘以了对象的质量，即以下俩代码效果相同

rb.AddForce(Vector3.left * 10 * rb.mass, ForceMode.Acceleration);
    rb.AddForce(Vector3.left * 10, ForceMode.Force);

即当物体质量为1的时候，参数为Acceleration或Force的函数调用，使得对象获得相同的效果。验证如下

*  Acceleration  
    ![在这里插入图片描述][a6a739db3c4e461db8d393ab7e89825c.png]

private void FixedUpdate()
        {
        
            rb.AddForce(Vector3.left * 10 * rb.mass, ForceMode.Acceleration);
            //当对象y坐标小于0，摧毁该对象，并输出当前坐标
            if (transform.position.y < 0)
            {
        
                Destroy(gameObject);
                Debug.LogWarning("Position: " + transform.position);
            }
    
            //输出物体当前速度
            Debug.Log("Velocity: " + rb.velocity);
        }

*  Force

![在这里插入图片描述][1a2cd6d61d214171bcf3c874e11db916.png]

private void FixedUpdate()
        {
        
            rb.AddForce(Vector3.left * 10, ForceMode.Force);
            //当对象y坐标小于0，摧毁该对象，并输出当前坐标
            if (transform.position.y < 0)
            {
        
                Destroy(gameObject);
                Debug.LogWarning("Position: " + transform.position);
            }
    
            //输出物体当前速度
            Debug.Log("Velocity: " + rb.velocity);
        }

参考：

> 我自己

## 后记 ##

一篇文章查资料做实验写了一晚上，学到了很多，但是有用的都是英文的资料，中文的没怎么搜到，所以也想分享给同是学unity的在中文互联网上查资料的你，求点点赞，点点收藏，谢谢你了。

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