Реалистичная механика открывания дверей и ящиков | Best Way to Open Door or Drawer into VR

В этой статье, используя различные Joint’s мы реализуем физическое взаимодействие с дверьми, ящиками и прочими подобными объектами в VR.

Краткую информацию об этом вы можете получить в следующем ролике:

🔗 https://youtu.be/T5LZJFg9vWM альтернативная ссылка: 🔗https://rutube.ru/video/7e562e58444b23d899ff0d09a9b32be6/?r=wd

В статье некоторые моменты будут затронуты чуть более глубоко.

Шаг 1. Подготовка моделей

У меня есть 3 модели, которые я создал в Blender – это дверь, кухонный шкаф и комод.

Перед экспортом модели в FBX мы должны убедиться, что у всех объектов сброшен Rotation и Scale, а также, чтобы в дальнейшем упростить работу с Joint, мы должны установить Origin (точка, относительно которой происходят все трансформации) в нужное положение.

Дверь состоит из двух объектов – дверной косяк и сама дверь, объединенная с петлями и ручкой.

В данном случае точка Origin двери (она же Pivot в Unity) должна находиться на одной из петель. Чтобы ее переместить необходимо в Edit Mode выделить грань петли, ближайшую к дверному косяку, нажать  Shift+S и выбрать пункт Cursor to Selected, таким образом 3D-курсор переместится к центру этой грани. В Object Mode нажимаем ПКМ и выбираем пункт Set Origin → Origin to 3D Cursor.

У кухонного шкафа есть основание и две дверцы, соответственно у дверцы точка Origin должна находиться как на картинке (здесь нет петель, потому что я схалтурил, в идеале они должны быть, иначе при открытии двери она будет врезаться в основание).

У ящика комода Origin лучше поместить к передней или задней стенке, в моем случае Origin находится по центру передней стенки.

Готовые модели импортируем в Unity.

Шаг 2. Настраиваем дверь

Разберемся сначала с дверью, поскольку ручка у нас объединена с дверью, то на нее нужно накинуть коллайдер, также можно накинуть коллайдеры на дверной косяк (Mesh или несколько Box), а также на саму дверь, вот так они будут выглядеть:

Обратите внимание, что коллайдер двери располагается не по всей площади, поскольку при полном открытии двери он будет сталкиваться с дверным косяком и они будут отталкиваться, в идеале, модель нужно проектировать так, чтобы этого не происходило.

Я уже говорил в видео, что если у двери есть коллайдеры и мы, взяв ее в руку начнем далеко отходить, то возникнет неприятный эффект, можете посмотреть по этому таймкоду – https://rutube.ru/video/7e562e58444b23d899ff0d09a9b32be6/?r=wd&t=75.

Поэтому сразу же напишем скрипт, который это исправляет, назовем его HandleGrabInteractable, вот его содержимое:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Unity.XR.CoreUtils;
using UnityEngine;
using UnityEngine.XR.Interaction.Toolkit;

public class HandleXRGrabInteractable : XRGrabInteractable
{
    // переопределяем метод, срабатывающий при захвате объекта
    protected override void OnSelectEntered(SelectEnterEventArgs args)
    {
        base.OnSelectEntered(args);
        // вызываем корутину, которой передаем Transform руки (interactorObject - это объект который начал взаимодействие с нашим GrabInteractable, это может быть Direct Interactor, или, например, Ray Interactor)
        StartCoroutine(CancleGrabWhenHandMove(args.interactorObject.transform.parent));
    }

    private IEnumerator CancleGrabWhenHandMove(Transform handTransform)
    {
        while (true)
        {
            // вычисляем дистанцию между ручкой и рукой
            Vector3 distance = this.transform.position - handTransform.position;
						// если рука отклонилась на 0.3 метра в любую из сторон
            if (distance.magnitude > 0.3f)
            {
                // включаем и отключаем скрипт, таким образом рука оторвется от ручки
                this.enabled = false;
                this.enabled = true;
                yield break;
            }
            yield return null;
        }
    }
}

Все пояснения я написал в комментариях.

P.S. я не нашел более элегантного решения для отцепления руки от ручки, кроме как отключать скрипт, у XR Grab Interactable нет такого метода, который бы отсоединял нас от интерактора. Если вы знаете более правильное решение, напишите мне об этом, контакты есть внизу статьи, буду благодарен ❤️.

Накидываем скрипт на ручку двери и делаем следующие настройки:

  • в Movement Type ставим Velocity Tracking;
  • отключаем Track Rotation, Track Scale и Throw On Detach, поскольку они в данном случае не нужны.

Также накидываем Fixed Joint, чтобы в дальнейшем привязать коллайдер ручки к двери.

Теперь нам нужно настроить саму дверь. Накидываем на нее Hinge Joint, с помощью которого будем ограничивать вращение двери. Делаем следующие настройки:

  • меняем оси так (Axis), чтобы ось вращения стала горизонтальной;
  • ставим галочку Use Limits и ограничиваем вращение до 100 градусов;
  • также советую включить галочку Use Spring и поставить 5 в Damper.

P.S. Damper регулирует замедление объекта после физического взаимодействия, например, если мы возьмемся за ручку двери и потом ее резко бросим вперед, то при Damping=0 дверь улетит вперед, а при Damping=5 быстро замедлится, поиграйте с этой настройкой и поставьте как вам больше нравится.

Осталось только перенести Rigidbody двери в Fixed Joint ручки.

Шаг 3. Кухонный шкаф

Кратко опишу процесс настройки дверей кухонного шкафа:

  • переносим Rigidbody двери в Fixed Joint ручки.
  • накидываем коллайдеры на шкаф, двери и ручки;
  • на обе ручки накидываем Fixed Joint и Handle XR Grab Interactable, настраиваем следующим образом:
    • в Movement Type ставим Velocity Tracking;
    • отключаем Track Rotation, Track Scale и Throw On Detach;
    • на обе двери накидываем Hinge Joint и настраиваем, как на картинке ниже;
Hinge Joint левой двери
Hinge Joint правой двери

Поскольку у данной модели нет петель, необходимо аккуратно располагать коллайдеры, так, чтобы они никогда не могли войти друг в друга.

Шаг 4. Комод

Теперь перейдем к комоду:

  • отключаем Track Rotation, Track Scale и Throw On Detach.
  • накидываем коллайдеры на комод, выдвижной ящик и ручку, здесь нужно быть предельно аккуратными, коллайдеры не должны касаться друг друга;
  • на ручку накидываем Fixed Joint и Handle XR Grab Interactable, настраиваем следующим образом:
    • в Movement Type ставим Velocity Tracking;
    • ставим галочку Use Dynamic Attach, без этого ящик будет магнититься к руке, что будет создавать неприятный эффект;
    • y Use Dynamic Attach убираем галочку Match Rotation;

Для ящика комода будем использовать Configurable Joint со следующими настройками:

  • блокируем вращение по всем осям — Angular X Motion, Angular Y Motion и Angular Z Motion устанавливаем параметр Locked;
  • выбираем локальные координаты и смотрим по какой оси будет двигаться комод, для этой оси ставим параметр Limited (в моем случае Y Motion), а другие оси блокируем (Locked);
  • В Linear Limit необходимо указать, на сколько максимум мы можем выдвинуть ящик, чтобы вычислить это значение можем к нужной оси прибавлять примерное значение, обратите внимание, что здесь используются глобальные координаты. В моем случае, получилось 0.35;
  • Damping здесь устанавливается для конкретной оси, в моем случае это Y Drive, Position Damper = 20.

Переносим Rigidbody ящика в Fixed Joint ручки.

Коллайдеры ящика комода
Настройки Configurable Joint ящика комода

Бонус. Озвучка при движении ящика/двери

Если вы хотите сделать так, чтобы при открывании дверей или ящика комода был соответствующий звук, то нужно написать небольшой скрипт.

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

[RequireComponent(typeof(AudioSource))]
public class OpeningSound : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Rigidbody _rb;
    [SerializeField] private AudioSource _audioSource;

    private void Awake()
    {
        _rb = GetComponent<Rigidbody>();
        _audioSource = GetComponent<AudioSource>();
    }

    public void CheckOpeningProcess()
    {
        StartCoroutine(OpeningSoundCoroutine());
    }

    public IEnumerator OpeningSoundCoroutine()
    {
        while (true)
        {
            // если длина вектора скорости > 0.5 т.е. объект движется
            if (_rb.velocity.magnitude > 0.5f)
            {
                _audioSource.Play();
                yield return new WaitForSeconds(_audioSource.clip.length);
            }
            
            yield return null;
        }
    }
}

Кидаем скрипт на ручку, а также не забудьте накинуть соответствующий звук. Чтобы скрипт заработал, необходимо вызывать корутину при захвате объекта – First Select Entered и останавливать все корутины при отпускании объекта Select Exited:

Контакты

Если у вас есть какие-либо замечания или полезные дополнения к статье, можете написать мне в VK.

VK – https://vk.com/zabelyaevroman

Youtube – https://www.youtube.com/@vrfordev

Rutube – https://rutube.ru/channel/38871248/