運動學角色（2D）

前言

是的，這個名字聽起來很奇怪。「運動學角色」到底是什麼？會有這個名稱，是因為早期物理引擎問世時，被稱為「動力學（Dynamics）」引擎（因為它們主要處理碰撞回應）。當時有許多嘗試想用動力學引擎做角色控制器，但實際上沒那麼簡單。Godot 擁有目前最好的動力學角色控制器實作之一（可以在 2D 平台範例中看到），但要使用它需要對物理引擎有相當深的理解與技巧（或者你要有很多耐心來摸索）。

有些物理引擎（像 Havok）認為動力學角色控制器是最佳選擇，但也有其他（例如 PhysX）則更偏好推廣運動學角色控制器。

那麼，兩者到底有什麼區別？：

動力學角色控制器 是用一個具有無限慣性張量的剛體（RigidBody），這種剛體是不能旋轉的。物理引擎會讓物體移動與碰撞，再一起解決碰撞反應。這讓動力學角色控制器可以像平台遊戲範例那樣，和其他物理物件無縫互動。不過，這些互動並非總是可預測的。有時碰撞會需要超過一個影格才能解決，因此碰撞時可能會有輕微的偏移。這些問題雖然能解決，但需要一定程度的技巧。
運動學角色控制器 則假設一開始總是在非碰撞狀態，並且移動時也會保持非碰撞狀態。如果它一開始就處於碰撞狀態，會像剛體一樣嘗試自我脫離，但這是例外狀況。這讓它的控制和移動更加可預測，也更容易寫程式。不過缺點是：不能直接和其他物理物件互動，除非你在程式裡手動處理。

這個簡短教學主要聚焦在運動學角色控制器。它採用傳統的碰撞處理方式（底層未必比較簡單，只是都被很好地包裝在 API 裡了）。

物理處理流程

要管理 Kinematic 角色或物體的邏輯，建議都放在物理處理流程（_physics_process）裡，因為它會在物理步驟前呼叫，並且和物理伺服器同步，而且每秒呼叫次數固定。這樣做，物理和移動的計算會比用一般的 process 更可預測，不會因為影格率太高或太低而產生誤差或抖動。

extends CharacterBody2D

func _physics_process(delta):
    pass

using Godot;

public partial class MyCharacterBody2D : CharacterBody2D
{
    public override void _PhysicsProcess(double delta)
    {
    }
}

場景設定

要方便測試，這裡有一個場景（來自 TileMap 教學）：kinematic_character_2d_starter.zip。我們會為角色建立一個新場景。請使用機器人角色圖，並建立如下圖的場景：

你會注意到 CollisionShape2D 節點旁邊有個警告圖示，因為還沒設定形狀。請在 CollisionShape2D 的 shape 屬性裡建立一個新的 CircleShape2D，然後點擊 <CircleShape2D> 進入選項，把半徑（radius）設為 30：

注意：如同之前物理教學提到，物理引擎無法正確處理大多數形狀的縮放（只有碰撞多邊形、平面和線段除外），所以請直接修改形狀的參數（例如半徑），而不是去縮放它。對於 Kinematic/Rigid/Static 這些物理節點本身也是一樣，因為它們的 scale 會影響碰撞形狀。

現在，請為這個角色建立腳本，可以用上面範例作為基礎。

最後，將角色場景實例化到 TileMap 場景中，並把地圖場景設為主場景，這樣按下執行時就會直接運作。

移動運動學角色

回到角色場景並打開腳本，魔法即將開始！Kinematic 物件預設什麼都不會做，但它有一個很實用的方法 CharacterBody2D.move_and_collide()。這個方法會接收一個 Vector2 參數，並嘗試讓角色移動這個向量的距離。如果過程中發生碰撞，角色就會停在碰撞點。

所以，讓我們把角色往下移動，直到碰到地板為止：

extends CharacterBody2D

func _physics_process(delta):
    move_and_collide(Vector2(0, 1)) # Move down 1 pixel per physics frame

using Godot;

public partial class MyCharacterBody2D : CharacterBody2D
{
    public override void _PhysicsProcess(double delta)
    {
        // Move down 1 pixel per physics frame
        MoveAndCollide(new Vector2(0, 1));
    }
}

結果會發現角色會移動，但在碰到地板時就會停下來。很酷吧？

下一步是加上重力，這樣角色行為會更像一般遊戲角色：

extends CharacterBody2D

const GRAVITY = 200.0

func _physics_process(delta):
    velocity.y += delta * GRAVITY

    var motion = velocity * delta
    move_and_collide(motion)

using Godot;

public partial class MyCharacterBody2D : CharacterBody2D
{
    private const float Gravity = 200.0f;

    public override void _PhysicsProcess(double delta)
    {
        var velocity = Velocity;
        velocity.Y += (float)delta * Gravity;
        Velocity = velocity;

        var motion = velocity * (float)delta;
        MoveAndCollide(motion);
    }
}

現在角色會順暢地落下了。接下來讓它在按下左右方向鍵時往左右移動。記得這裡的速度單位是像素／秒。

這樣就支援按下左右鍵時角色能左右走動了：

extends CharacterBody2D

const GRAVITY = 200.0
const WALK_SPEED = 200

func _physics_process(delta):
    velocity.y += delta * GRAVITY

    if Input.is_action_pressed("ui_left"):
        velocity.x = -WALK_SPEED
    elif Input.is_action_pressed("ui_right"):
        velocity.x =  WALK_SPEED
    else:
        velocity.x = 0

    # "move_and_slide" already takes delta time into account.
    move_and_slide()

using Godot;

public partial class MyCharacterBody2D : CharacterBody2D
{
    private const float Gravity = 200.0f;
    private const int WalkSpeed = 200;

    public override void _PhysicsProcess(double delta)
    {
        var velocity = Velocity;

        velocity.Y += (float)delta * Gravity;

        if (Input.IsActionPressed("ui_left"))
        {
            velocity.X = -WalkSpeed;
        }
        else if (Input.IsActionPressed("ui_right"))
        {
            velocity.X = WalkSpeed;
        }
        else
        {
            velocity.X = 0;
        }

        Velocity = velocity;

        // "MoveAndSlide" already takes delta time into account.
        MoveAndSlide();
    }
}

可以試試看效果。

這就是平台遊戲設計的好起點。更完整的範例可以在 Godot 官方提供的 demo zip 或 https://github.com/godotengine/godot-demo-projects/tree/master/2d/kinematic_character 找到。