Chaos物理学习笔记一：Chaos物理碰撞体结构

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关于碰撞体在模型内的数据结构的笔记

对于一个StaticMesh来说，它的物理相关的数据都存在它的BodySetup的成员变量中。
对于每个StaticMesh来说，碰撞分为简单碰撞和复杂碰撞。

简单碰撞

简单碰撞相关的数据为UBodySetup的AggGeom成员变量

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class UBodySetup : public UBodySetupCore  
{  
   ...
   /** Simplified collision representation of this  */  
   UPROPERTY(EditAnywhere, Category = BodySetup, meta=(DisplayName = "Primitives", NoResetToDefault))  
   struct FKAggregateGeom AggGeom;
   ...
}

USTRUCT()  
struct ENGINE_API FKAggregateGeom  
{  
   GENERATED_USTRUCT_BODY()  
  
   UPROPERTY(EditAnywhere, editfixedsize, Category = "Aggregate Geometry", meta = (DisplayName = "Spheres"))  
   TArray<FKSphereElem> SphereElems;  
  
   UPROPERTY(EditAnywhere, editfixedsize, Category = "Aggregate Geometry", meta = (DisplayName = "Boxes"))  
   TArray<FKBoxElem> BoxElems;  
  
   UPROPERTY(EditAnywhere, editfixedsize, Category = "Aggregate Geometry", meta = (DisplayName = "Capsules"))  
   TArray<FKSphylElem> SphylElems;  
  
   UPROPERTY(EditAnywhere, editfixedsize, Category = "Aggregate Geometry", meta = (DisplayName = "Convex Elements"))  
   TArray<FKConvexElem> ConvexElems;  
  
   UPROPERTY(EditAnywhere, editfixedsize, Category = "Aggregate Geometry", meta = (DisplayName = "Tapered Capsules"))  
   TArray<FKTaperedCapsuleElem> TaperedCapsuleElems;  
  
   UPROPERTY(EditAnywhere, editfixedsize, Category = "Aggregate Geometry", meta = (DisplayName = "Level Sets"))  
   TArray<FKLevelSetElem> LevelSetElems;  
  
   ...
}

从上述代码不难看出简单碰撞类型有很多，包括：盒状、球状、胶囊体、凸包等。并且一个模型可以由多个简单碰撞体组成。

复杂碰撞

  • 复杂碰撞的数据在UBodySetup里面为成员变量ChaosTriMeshes。在Cook的时候会序列化一份ChaosTriMeshes数据，然后运行时通过CreatePhysicsMeshes这个函数从序列化的数据中构建ChaosTriMeshes。
  • 通常我们可以通过设置StaticMesh的Complex Collision Mesh来将别的模型设置为StaticMesh的用于复杂碰撞的模型(如果没有，则以LOD For Collision的LOD等级的原模型作为复杂碰撞的模型)
  • 观察StaticMesh的代码:
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    class UStaticMesh : public UStreamableRenderAsset, public IInterface_CollisionDataProvider, public IInterface_AssetUserData, public IInterface_AsyncCompilation  
    {  
       ...
       public:  
    #if WITH_EDITORONLY_DATA  
       UPROPERTY(Instanced)  
       TObjectPtr<class UObject> EditableMesh_DEPRECATED;  
      
       UPROPERTY(EditAnywhere, Category = Collision)  
       TObjectPtr<class UStaticMesh> ComplexCollisionMesh;  
    #endif
    	...
    	public:
    	ENGINE_API static void CheckLightMapUVs( UStaticMesh* InStaticMesh, TArray< FString >& InOutAssetsWithMissingUVSets, TArray< FString >& InOutAssetsWithBadUVSets, TArray< FString >& InOutAssetsWithValidUVSets, bool bInVerbose = true );  
      
       //~ Begin Interface_CollisionDataProvider Interface  
       ENGINE_API virtual bool GetPhysicsTriMeshData(struct FTriMeshCollisionData* CollisionData, bool InUseAllTriData) override;  
       ENGINE_API virtual bool ContainsPhysicsTriMeshData(bool InUseAllTriData) const override;  
       ENGINE_API virtual bool PollAsyncPhysicsTriMeshData(bool InUseAllTriData) const override;  
       ENGINE_API virtual bool GetTriMeshSizeEstimates(struct FTriMeshCollisionDataEstimates& OutTriMeshEstimates, bool bInUseAllTriData) const override;  
      
    private:  
          bool GetPhysicsTriMeshDataCheckComplex(struct FTriMeshCollisionData* CollisionData, bool bInUseAllTriData, bool bInCheckComplexCollisionMesh);  
          bool ContainsPhysicsTriMeshDataCheckComplex(bool InUseAllTriData, bool bInCheckComplexCollisionMesh) const;
          ...
    }
    我们会发现ComplexCollisionMesh是一个只在编辑器下保存的数据。正如上文所说，复杂碰撞的数据会在Cook的时候被序列化下来。
    其中UBodySetup通过GetPhysicsTriMeshData来获取生成复杂碰撞需要的数据也就是FTriMeshCollisionData* CollisionData(通过这个数据我们也可以知道复杂碰撞准确的面数，当然这个数据仅限于编辑器下是准确的)
  • 另外，还有一个比较有意思的点，虚幻引擎无论是模型窗口还是关卡窗口，都有显示碰撞体的选项 但实际上会发现，如果设置了复杂碰撞(为了体现这一点，我还专门把模型的碰撞类型改为了 复杂碰撞用于简单)，这两个窗口的显示是不一样的 那么到底哪个显示是正确的呢？答案是模型窗口下的显示是正确的。
    原因是关卡窗口下的显示通过ShowFlag让StaticMesh的动态绘制路径中提供碰撞相关的数据可视化要用的MeshBatch，然而在这里StaticMesh只是提供了自身lod的渲染数据当作复杂碰撞的数据。
    而在模型窗口下，”Complex Collision”按钮则比较正确的通过GetPhysicsTriMeshData获取生成复杂碰撞需要的数据，然后再通过DrawLine画出复杂碰撞的线框。