虚拟世界的物理学：刚体效果教程

薛山

物理碰撞是Blender众多功能中的一个好玩的效果。我们可以用它来制作很多“缓解压力”的视频。比如用球把整个积木敲下来，看着一大堆积木倒下来，真的是一件很好玩的事情。说到做到就行了。这一期，我们将教你如何利用刚体物理学来达到这种效果。第一步:用正方形搭建一个“积木建筑”。

所谓的积木大厦，也就是用一个个长条形方块组建而成，当然大家如果自己有想法的话也可以自行尝试做一些有趣的造型，但为了结构稳定性，建议还是用方块来搭。在本次教程中我使用了一个长5m，宽和高都是1m的方块，记得这时候要先为它设置刚体效果，因为我们使用的是标准方块，所以碰撞选项可以用默认的“凸壳”，当然也可以自己换成“方框”，具体设置参考图1，然后再复制3块，以“横二竖二”的结构，搭建出如图2的基础构造。

图1所谓积木，就是由长方形的积木组成的。当然，如果你有想法，可以尝试做一些有趣的形状。但为了结构稳定，建议用积木搭建。在本教程中，我使用了一个长5m，宽1m，高1m的正方形。这个时候记得给它设置刚体效果。因为我们用的是标准的正方形，碰撞选项可以用默认的“凸壳”，当然你也可以自己改成“盒子”。具体设置参考图1，然后复制3块，用“横两竖二”的结构搭建出如图2所示的基本结构。图1

图2图2

接下来我们要做的就是不断的上下左右复制这个基本结构。有两种方法可以复制。一种是先删除场景中的摄像头和光源，然后选择所有的块，向上复制，复制到一定高度，再向右或向左复制，直到得到满意的高度和宽度。

第二个方法是利用阵列修改器，先将图2的所有模块都合并到一起，然后利用阵列修改器向上沿Z轴相对偏移10层，然后再用第二个阵列修改器向X轴相对偏移2层，最后再用第三个阵列修改器向Y轴偏移2层，具体可参考图3。

图3第二种方法是使用数组修改器，首先将图2中的所有模块合并在一起，然后使用数组修改器沿Z轴向上偏移10层，然后使用第二个数组修改器向X轴偏移2层，最后使用第三个数组修改器向Y轴偏移2层。详情请参考图3。图3

然后应用全部修改器，再进入编辑模式全选，以松散块拆分所有模块，这时候就能得到一个个单独的方块了。退出编辑模式但保持全选状态，再把所有方块的原点放回各自的质心点。而此时我们之前制作的刚体效果已经失效，需要重新添加，只需要任选其中一块添加刚体效果后，再全选全部方块，这时候保持刚刚选择的方块为高亮选中状态，再如图4所示，进入物体→刚体→从活动项复制，即可为所有方块加上刚体效果。

图4然后应用所有修改器，然后进入编辑模式全选，用松散块分割所有模块。这时候就可以得到单个的块了。退出编辑模式，但保持全部选中，然后将所有正方形的原点放回它们各自的质心点。这时候我们之前做的刚体效果已经失效，需要重新添加。我们只需要选择其中一个方块来添加刚体效果，然后选择所有的方块。此时，保持新选中的方块高亮显示，然后如图4所示，进入对象→刚体→从活动项复制，将刚体效果添加到所有的方块中。图4

然后，我们在底部创造一个新的平面，赋予它刚体效应的“被动性”，让它作为接受这些掉下来的砖头的“地面”。第二步:设置球体，实现碰撞效果。

创建一个新的球体，放在建筑旁边，给它添加刚体效果。这时候记得增加它的质量，比如10kg。如果直接玩，会发现球体直接落地，没有提前飞行，所以必须先给它一个“运动加速度”。

在第一帧为它的位置打上关键帧，然后在第5帧，把它放到与大厦更接近的位置，再打上关键帧，同时在刚体效果面板中勾选“播放动画”并打上关键帧，具体可参考图5。然后在下一帧，也就是第6帧，取消勾选“播放动画”并打上关键帧。这个操作就是在告诉Blender，第1～5帧是用户给球体上了一个加速，第6帧开始刚体物理会利用这个加速让球体向前飞行。

图5在第一帧中为其位置设置关键帧，然后在第五帧中将其放在更靠近建筑物的位置，然后设置关键帧。同时，选中刚体效果面板中的“播放动画”并设置关键帧。详情请参考图5。然后在下一帧，也就是第6帧，取消选中“播放动画”并关键帧。这个操作是告诉Blender，用户在第1 ~ 5帧对球体进行了加速，刚体物理会利用这个加速让球体在第6帧向前飞。图5

当然，我们其实可以一直用动画属性来定义球体的运动，但是这种方法真实感比较差，比较适合高速物体的撞击效果，比如子弹或者弓箭。球形撞击还是更适合利用刚体的物理效应。

这时候播放视频就会看到，球体穿透了大厦，砖块四处掉落，而想要它冲击得更快或更慢，就只需要控制球体的关键帧位置，比如把第5、6帧移动到第3、4帧，再看第10帧的效果，就会从图6变成图7，很明显可以看到，球体的移动速度明显快了很多，效果也更加剧烈，而具体要如何设置就纯粹看你自己的需求了。

圖6这时候播放视频，会看到球穿透了大楼，砖块掉得到处都是。如果你想让它冲击得更快或更慢，你只需要控制球的关键帧位置。比如你把第5帧和第6帧移到第3帧和第4帧，然后看第10帧的效果，就会从图6变成图7。很明显，球的移动速度要快得多，效果也更强烈，如何设置就看你自己的需求了。图6

图7图7

最后，你只需要添加材料和光源，就可以获得视频教程中的效果。本章摘要

刚体物理有很多细节需要注意。

本教程涉及的刚体物理效应其实并不复杂。如果涉及到爆破等效果，会更加注重细节。而且由于采用了纯方形模块，设计中可以直接使用现成的框架。如果是自定义模型，只需详细设置碰撞系统的摩擦力和反弹力，就能获得满意的效果。否则很容易让砖块在模拟开始时自动“爆炸”。有时，需要多次调整烘焙参数。细节上有很多需要注意的地方。