如何应用zRotation，使其相应地影响SKPhysicsBody？

Question

假设我有一个SKSpriteNode，代表一辆汽车的车轮，并且已经成功附加了一个圆形SKPhysicsBody。这个游戏/模拟器是侧向滚动的2D汽车驾驶游戏/模拟器。

我的目标是在尚未使用SpriteKit物理引擎的情况下自己计算发动机中的所有物理效应。我想完全掌控如何计算发动机、离合器、变速器等机械部件，直到驱动轮的RPM。

从那一点开始，我很乐意将控制权交给SpriteKit物理引擎，然后它会计算当旋转的驱动轮接触到路面时会发生什么。汽车前进、减速、加速和/或轮子打滑，具体情况视情况而定。

计算车轮RPM的机械部分不成问题。但我不确定该如何继续进行。

我能够通过在update:方法中应用zRotation来简单地旋转轮子，就像这样：

self.rearWheelInstance.zRotation += (self.theCar.wheelRPS/6.283 * timeSinceLastUpdate); // revolutions / 2pi = radians

这样，我就能够应用之前计算出的精确转速。显而易见的缺点是，SpriteKit的物理引擎完全不知道这个旋转。它所知道的只有，车轮从一个相位瞬间跳转到下一个相位，因此它不会与路面或任何其他SpriteKit物理实体产生摩擦，或者与其他SpriteKit物理实体产生任何其他交互。

另一方面，我可以对车轮施加扭矩：

[self.rearWheelInstance.physicsBody applyTorque: someTorque];

或者角动量冲量：

[self.rearWheelInstance.physicsBody applyAngularImpulse: someAngularImpulse];

这确实以SpriteKit物理引擎理解的方式旋转车轮，从而使其正确地与周围环境互动。

但是除非我漏掉了一些显而易见的东西，否则这将把车轮视为独立于曲轴、变速器或传动轴转速的“自由滚动对象”。然而，在现实中，车轮没有“选择”以任何其他转速滚动，而只能滚动传递到传动系统至轴端的转速（除非变速器处于空挡，离合踏板被按下，或者离合器打滑，但这是另一个故事）。

所以： 1）我能否以SpriteKit物理引擎“理解”的方式操纵zRotation，使其呈现旋转运动？

或者

2）我的逻辑是否存在明显的缺陷，表明我首先不应该尝试这样做？如果是这样，请指出缺陷，这样我就可以采用更好的实践方法了吗？

- Samuli Viitasaari

Answer 1

简单的回答是，将类似于位置和zRotation等2D UI设置与动态物理系统混合使用，并不能产生您想要的结果，正如您所注意到的那样。就像您所说的一样，您需要使用物理模拟的部分，例如推力和角动量。

可能还有两个帮助您的谜题的部分： 物理关节(Physics Joints)- 可以做到连接车轮和轴，使其可以自由旋转，设置旋转限制，但仍对其施加旋转力。 动态调整物理属性(Dynamically Adjusting Physics Properties) - 例如，在用户按下刹车时增加摩擦力、角减震或向轴添加负加速度。

- Cooper Buckingham

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谢谢，我有一种直觉，这将是情况。我仍在考虑何时将控制权交给SK物理引擎的确切阶段，以及如何在不失去我追求的准确性的情况下做到这一点。 - Samuli Viitasaari

Answer 2

经过一些失败的尝试之后，我发现其实有一种方法可以直接操纵车轮的旋转（而不是施加扭矩或冲击），这种方式会影响物理引擎。

诀窍在于操纵车轮的物理主体的angularVelocity属性，就像这样：

self.rearWheelInstance.physicsBody.angularVelocity = -self.theCar.wheelRadPS; 
// Wheel's angular velocity, radians per second 
// *-1 just to flip ccw rotation to cw rotation 

这样，我可以直接控制驱动轮的旋转速度，同时不失去它们与SpriteKit物理模拟中其他物体互动的能力。这帮助我克服了这个特定的障碍，希望也能帮助其他人。

- Samuli Viitasaari