Rope Body

Rope body enables physical simulation of ropes, cables, wires, etc. Ropes can be pinned to the following types of bodies:Тело Rope обеспечивает физическое моделирование канатов, кабелей, проводов и т. д. Канаты могут прикрепляться к телам следующих типов:

• Rigid
• RagDoll
• Dummy

To pin a rope to a body so it would hang freely, or tie several bodies, use a Particles joint. The Rope body can be torn as a Cloth body. Rope enhances the realism of simulated environment and saves the time of game artists as it replaces animation. However, simulation of this type of body is quite costly and it is strongly recommended to use distance optimization to avoid performance hits.Чтобы прикрепить веревку к телу так, чтобы она свободно свисала, или связать несколько тел, используйте сочленение Particles. Тело Rope можно разорвать как тело Cloth. Веревка повышает реалистичность моделируемой среды и экономит время художников, поскольку заменяет анимацию. Однако моделирование этого типа тела довольно затратно, и настоятельно рекомендуется использовать оптимизацию расстояния, чтобы избежать снижения производительности.

Примечание

Rope body can be assigned only to Mesh Dynamic objects.Тело Rope можно присвоить только объектам Mesh Dynamic.

See also

Дополнительная информация#

The only acceptable mesh type for a Rope body is a cylinder. You can use a standard primitive cylinder to create a rope. The workflow in this case is as follows:Единственный допустимый тип меша для тела Rope — это цилиндр. Вы можете использовать стандартный примитивный цилиндр для создания веревки. В этом случае рекомендуем использовать следующий подход:

1. On the Menu bar, click Create -> Primitive -> Cylinder.В панели инструментов нажмите Create -> Primitive -> Cylinder.

2. Specify desired rope parameters (length, radius) for a cylinder, e.g. the following:Задайте желаемые параметры веревки (длина, радиус) для цилиндра, например, следующие:

   

3. Click OK and place the cylinder somewhere in the world. It is created as a Static Mesh object. The object itself can be deleted, its mesh however is still available in the data/ folder.Нажмите OK и добавьте цилиндр в сцену. Он создан как объект Static Mesh. Сам объект можно удалить, а его меш будет доступен в папке data/.
4. Create a Dynamic Mesh object and use the cylinder mesh for it.Создайте объект Dynamic Mesh и используйте для него меш цилиндра.
5. Assign the rope body to the created dynamic mesh object.Назначьте тело Rope на созданный объект Dynamic Mesh.

A Rope body is modeled as set of point masses (particles) located in the mesh vertices. Each particle is represented with a sphere shape and is linked together with other particles by inner spring joints that are located along the mesh edges. Inner joints allow to recreate mesh topology, on the one hand, and constrain stretching and folding, on the other.Тело Rope моделируется как набор точечных масс (частиц), расположенных в вершинах меша. Каждая частица имеет форму шара и связана с другими частицами внутренними пружинными сочленениями, расположенными по краям меша. С одной стороны, внутренние сочленения позволяют воссоздать топологию меша, а с другой — ограничивают растяжение и складывание.

Each particle is characterized by a position, mass and velocity and has a constant spherical shape with a set radius. The total mass of the whole body is equally distributed among them. In accordance with Newton's second law particles can be acted upon by a force or an impulse applied by inner joints and external forces (collision, gravity, air resistance, wind, etc.).Каждая частица характеризуется положением, массой и скоростью и имеет постоянную сферическую форму с заданным радиусом. Общая масса всего тела равномерно распределяется между ними. В соответствии со вторым законом Ньютона на частицы могут действовать сила или импульс, приложенные внутренними сочленениями и внешними силами (коллизия, сила тяжести, сопротивление воздуха, ветер и т. д.).

Self-collision of the particles and collisions between different rope bodies are not calculated. However, the rope interacts with environment by colliding with other physical bodies if the Collision box is checked. Its behavior in case of contact is controlled by such parameters as friction and restitution. Selective physical interaction is available via corresponding bitmasks.Столкновении частиц друг с другом и столкновения между разными телами веревки не рассчитываются. Однако веревка взаимодействует с окружающей средой, сталкиваясь с другими физическими телами, если установлен флажок Collision. Его поведение при контакте контролируется такими параметрами, как трение и восстановление. Выборочное физическое взаимодействие доступно через соответствующие битовые маски.

Thus, Rope body can be regarded as a constrained system of rigid particles and therefore shares some parameters with Rigid body:Таким образом, тело Rope можно рассматривать как ограниченную систему жестких частиц, и поэтому некоторые параметры такие же, как у тела Rigid:

• масса;
• трение;
• восстановление;
• линейное и угловое демпфирование.

Particle Radius

Радиус частицы#

As already mentioned, each particle is a sphere with a set radius. Thus, particles use continuous collision detection. The rope never lies flat on the ground or tightly adheres to the surfaces. There is always a gap equal to particle radius.Как уже было сказано, каждая частица представляет собой сферу с заданным радиусом. Таким образом, частицы используют непрерывное обнаружение столкновений. Веревка никогда не лежит на земле ровно и не прилегает плотно к поверхности. Всегда есть зазор, равный радиусу частицы.

As collisions between the particles are not calculated, they should not be considered when setting a radius:Поскольку столкновения между частицами не рассчитываются, их не следует учитывать при установке радиуса:

• Higher values are preferable for more robust behavior. However, too big radius may result in incorrect interaction with the environment (twitching or blowing up of the rope).Для более устойчивого поведения предпочтительнее более высокие значения. Однако слишком большой радиус может привести к некорректному взаимодействию с окружающей средой (подергиванию или разрыву веревки).
• Lower values decrease the gap between the Rope body and the surface. However, too low radius results in poor collision handling.Более низкие значения уменьшают разрыв между телом Rope и поверхностью. Однако слишком малый радиус приводит к плохой обработке столкновений.

Примечание

An object can pass through the rope, when the particle radius is small and the rope is stretched. The reason is that continuous collision detection is performed only for particle spheres located in vertices of rope mesh.Предмет может пройти через веревку, если радиус частицы мал и веревка натянута. Причина в том, что непрерывное обнаружение столкновений выполняется только для сфер частиц, расположенных в вершинах меша веревки.

Joints Solver Iterations

Итерации решения сочленений#

A rope may be deformed by stretching and folding. These deformations are controlled with joint constraints of two types:Веревку можно деформировать путем растяжения и складывания. Эти деформации контролируются связями двух типов:

• Linear restitution controls stretching.линейное восстановление контролирует растяжение;
• Angular restitution controls folding.угловое восстановление контролирует складывание.

With these types of constraints, it is possible to obtain the desired look and feel of the rope and simulate a variety of different deformable materials ranging from a stiff metal wire to an elastic rubber cord.С помощью этих типов ограничений можно получить желаемый внешний вид веревки и смоделировать множество различных деформируемых материалов, от жесткой металлической проволоки до эластичного резинового шланга.

Linear Restitution

Линейное восстановление#

Angular Restitution

Угловое восстановление#

The Rigidity parameter is an additional constraint of the rope motion to make it stiffer and more inflexible. For that purpose, linear and angular velocities of each rope particle are corrected according to the total velocities interpolated for all the particles.Параметр Rigidity является дополнительным ограничением движения веревки, чтобы сделать ее более жесткой и негибкой. Для этого линейная и угловая скорости каждой частицы веревки корректируются в соответствии с полными скоростями, интерполированными для всех частиц.

• The minimum value of 0, makes the rope elastic, flexible and easily deformable.Минимальное значение 0 делает веревку эластичной, гибкой и легко деформируемой.
• The maximum value of 1, makes the rope stiffer and less prone to deformation.Максимальное значение 1 делает веревку более жесткой и менее подверженной деформации.

When the rope is stretched or folded beyond its elastic limit, it tears and shreds into pieces. Tearing is caused by applying the force or collision with a physical body, and depends on the rope stiffness (controlled by linear and angular restitution parameters). The rope is torn only along the edges of rope triangles, splitting mesh vertices and duplicating particles.Когда веревка растягивается или сгибается сверх предела упругости, она рвется и рассыпается на куски. Разрыв вызывается приложением силы или столкновением с физическим телом и зависит от жесткости веревки (контролируется параметрами линейного и углового восстановления). Веревка рвется только по краям треугольников, разделяя вершины меша и дублируя частицы.

Примечание

If torn pieces of rope fall onto one plane, they cause Z-fighting.Если порванные куски веревки падают на одну плоскость, они вызывают мерцание (Z-fighting).

Linear Threshold Distance

Линейное пороговое значение#

Angular Threshold Angle

Угловое пороговое значение#

Updating each frame a huge number of objects located far away from the camera that are hardly distinguishable or observed as a mass is a waste of resources.Обновление в каждом кадре огромного количества объектов, расположенных далеко от камеры, поэтому трудно различимых или наблюдаемых как масса, является пустой тратой ресурсов.

To improve performance and avoid the excessive load, simulation of the rope can be updated with a reduced framerate. When the player is out of the area specified by the Update Distance Limit, the rope stops to be updated and freezes statically.Чтобы улучшить характеристики и избежать чрезмерной нагрузки, можно уменьшить частоту кадров обновления при моделировании веревки. Когда игрок находится за пределами области, указанной параметром Update Distance Limit, веревка перестает обновляться и статически застывает.

The set of frame rates given below enables you to specify how often the rope simulation should be updated when the object is visible, when only its shadow is visible, or when it is not visible at all.Приведенный ниже набор частот кадров позволяет указать, как часто моделирование веревки должно обновляться, когда объект виден, когда видна только его тень или когда он не виден вообще.

Parameters -> Physics tab -> Periodic Update sectionВкладка Parameters -> Physics → раздел Periodic Update

FPS When Object Is Rendered To Viewport	Update rate value for the case when the object is rendered to viewport.Значение частоты обновления для случая, когда объект отображается в области просмотра.
FPS When Only Object Shadows Are Rendered	Update rate value when the object itself is outside the viewing frustum, and only its shadow is rendered to viewport.Значение частоты обновления, когда сам объект находится за пределами области просмотра, и только его тень отображается в области просмотра.
FPS When Object Is Not Rendered At All	Update rate value when both the object and its shadow are not rendered to the viewport.Значение частоты обновления, когда объект и его тень не отображаются в области просмотра.
Update Distance Limit	Distance from the camera up to which the object should be updated.Расстояние от камеры, до которого необходимо обновить объект.

Примечание

These values are not fixed and can be adjusted by the Engine at any time to ensure best performance.Эти значения не являются фиксированными, движок может изменить их в любое время для обеспечения наилучшей производительности.

This feature is enabled with default settings ensuring optimum performance and can be adjusted per-object in the UnigineEditor or via API at run time.Эта функция включена с настройками по умолчанию, обеспечивающими оптимальную производительность, и может настраиваться для каждого объекта в UnigineEditor или через API во время выполнения.

Внимание

Be aware that using reduced update frame rate for an object should be carefully considered in your application's logic, as it may lead to various issues with rendering Mesh Skinned and Mesh Dynamic (flickering due to misalignment, e.g. in case of attaching a rope to a Mesh Skinned).Учтите, что использование пониженной частоты кадров обновления для объекта должно быть тщательно продумано в логике вашего приложения, так как это может привести к различным проблемам с рендерингом Mesh Skinned и Mesh Dynamic (мерцание из-за несовпадения, например, в случае прикрепления веревки к Mesh Skinned).

To assign a Rope body to an object via UnigineEditor perform the following steps:Чтобы присвоить объекту тело Rope через UnigineEditor, выполните следующие действия:

1. Open the World Hierarchy window.Откройте окно World Hierarchy.

2. Select a dynamic mesh object to assign a Rope body to.Выберите объект MeshDynamic, которому нужно присвоить тело Rope.

   Примечание

   Make sure that the object's mesh meets requirements!Убедитесь, что меш объекта соответствует требованиям!

3. Go to the Physics tab in the Parameters window and assign a physical body to the selected object by selecting Body -> Rope.Перейдите на вкладку Physics в окне Parameters и назначьте физическое тело выбранному объекту, выбрав Body -> Rope.

   

4. Set the body's name and change other parameters, if necessary.Задайте название тела и при необходимости измените другие параметры.

Rope attached to animated characterВеревка, прикрепленная к персонажу со скелетной анимацией

Ropes can be attached to the following types of bodies:Веревки могут быть прикреплены к телам следующих типов:

• Rigid
• RagDoll
• Dummy

To attach a rope to a body, use the Particles joint. In case of Rigid body (either static or dynamic) and Dummy body, pinned particles stay fixed in their position and follow transformations of attached objects pulling the rope with it.Чтобы прикрепить веревку к телу, используйте сочленение Particles. В случае тел Rigid (статического или динамического) и Dummy закрепленные частицы остаются фиксированными в своем положении и следуют преобразованиям прикрепленных объектов, таща за собой веревку.

1. Select Rigid body, RagDoll body or Dummy body.Выберите тело Rigid, RagDoll или Dummy.
2. Add Particles joint.Добавьте сочленение Particles.
3. Specify Rope body.Укажите тело Rope.
4. Adjust the pinning area using the Threshold and Size parameters of the Particles joint.Отрегулируйте область закрепления с помощью параметров Threshold и Size сочленения Particles.

Примечание

To ensure stable simulation it is important to set appropriate masses of the rope and the attached body. Unbalanced masses may cause twitching of rope joints.Для обеспечения стабильной симуляции важно установить соответствующие массы веревки и прикрепленного тела. Неуравновешенные массы могут вызвать подергивание сочленений веревки.

Attachment to Skinned Mesh

Присоединение к Mesh Skinned#

Convincing simulation of the rope on a Mesh Skinned character requires a different approach. To follow bones transformations, each vertex of the rope that is found in the Particles joint area is mapped to the nearest Mesh Skinned vertex (up to the distance specified by the Threshold parameter of the particles joint).Убедительная симуляция веревки на персонаже Mesh Skinned требует другого подхода. Чтобы отслеживать преобразования костей, каждая вершина веревки, которая находится в области сочленения Particles, проецируется на ближайшую вершину Mesh Skinned (до расстояния, указанного параметром Threshold сочленения Particles).

Примечание

It is not recommended to attach the rope directly to the Mesh Skinned character, because difference in topologies may result in visual artifacts. Instead, it is better to create an identical rope surface on the Mesh Skinned character, make it invisible and attach a physical rope to it.Не рекомендуется прикреплять веревку непосредственно к объекту Mesh Skinned, потому что различие в топологии может привести к визуальным артефактам. Вместо этого лучше создать идентичную поверхность веревки на персонаже Mesh Skinned, сделать ее невидимой и прикрепить к ней физическую веревку.

For example, we need to create a rope that is glued to the hand of a Mesh Skinned character while the rest of the rope hangs and moves loosely. It is done in the following steps:Например, нам нужно создать веревку, которая приклеивается к руке персонажа Mesh Skinned, в то время как остальная часть веревки висит и свободно движется. Это делается следующим образом:

1. When creating a Mesh Skinned, add a rope segment surface identical to the clipped part that needs to be pinned. In our case, it's the rope part in a hand.При создании Mesh Skinned добавьте поверхность сегмента веревки, идентичную той части, которую необходимо закрепить. В нашем случае это часть веревки, которая находится в руке.
2. Add Mesh Skinned that has a RagDoll body assigned. Make sure that the rope segment surface is enabled.Добавьте Mesh Skinned с назначенным телом RagDoll. Убедитесь, что поверхность сегмента веревки включена.
3. Add a separate dynamic rope mesh and synchronize its position with Mesh Skinned character. Turn off physical simulation (CTRL + SPACE) and assign a Rope body.Добавьте отдельный динамический меш веревки и синхронизируйте его положение с персонажем Mesh Skinned. Отключите физическое моделирование (CTRL + SPACE) и назначьте тело Rope.
4. Attach Rope body to RagDoll body. If the Threshold distance of the particles joint is set low enough, the physical rope will be automatically attached only to the rope segment surface (i.e. hand). After that, the rope segment surface is simply disabled and does not provide any load at all.Прикрепите тело Rope к телу RagDoll. Если пороговое расстояние сочленения Particles достаточно низкое, физическая веревка автоматически прикрепится только к поверхности сегмента веревки (то есть к руке). После этого поверхность сегмента веревки просто отключается и не создает никакой нагрузки.