【Unity】[帮助文档] AddForce函数详解，参数ForceMode（Acceleration、Force、Impulse 和 VelocityChange）的选择

背景

经常忘，经常查，倒不如我自己写一篇给自己方便参考，毕竟每次都在某N站查出来的都是不知道互抄到哪一年的机翻文章。

本文涉及代码与测试参考unity版本为2021.3，
在这里插入图片描述

AddForce

用于对rigidbody组件对象添加力的作用。
其参数决定了添加力的作用方式，因此参数不同，其获得的效果（动量、动能）也不同。
另外unity重力加速度默认为9.81左右，随着物体的状况会有改变。使用Debug.Log("Gravity: " + Physics.gravity);查看重力加速度（重力加速度也有方向！所以也是Vector3）。

要点

你需要了解并理解以下内容

力是矢量，有方向，因此调用时的第一个参数是Vector3类型
无论选什么参数施力，力都不会自动应用于后续帧。它只会在您调用AddForce函数的那一刻应用。区别仅在于它如何计算要施加多少力，而不在于它如何施加力。 https://answers.unity.com/questions/696068/difference-between-forcemodeforceaccelerationimpul.html
使用 AddForce 时，不用手动使用 Time.deltaTime 或
fixedDeltaTime，其内部的物理函数会自动将时间纳入计算。
https://answers.unity.com/questions/1752181/does-addforce-with-forcemodeforce-use-timedeltatim.html
物理相关的代码最好在fixUpdate函数而不是update内进行，因为fixupdate的时间间隔是固定的，update的时间间隔取决于帧率，且每次都不确定。
持续的力（fixUpdate内的持续调用）使用Force、Acceleration参数，单次的力使用Impulse参数，对速度的改变使用VelocityChange参数

ForceMode

Force（力）：

通过 AddForce 函数添加力，单位为 N。如果我们在FixUpdate内持续调用AddForce(Vector3.up *100,ForceMode.Force)，那一秒内的50次调用（默认情况下FixUpdate 0.02秒调用一次）即为对该物体产生一个向上的100N的力持续一秒。
这两行代码是一样的

 rigidbody.AddForce(Vector3.forward*1.0f,ForceMode.Force);
 
 rigidbody.velocity += Vector3.forward*1.0f * Time.fixedDeltaTime / (rigidbody.mass);

Impulse（冲量）：

通过 AddForce 函数添加冲量，单位为 N /s（牛顿每秒）。冲量是一个在一瞬间产生的力，AddForce(Vector3.up *100,ForceMode.Impulse)调用1次与AddForce(Vector3.up *100,ForceMode.Force) 调用50次（一秒）的总力一样。
这两行代码是一样的

 rigidbody.AddForce(Vector3.forward*1.0f,ForceMode.Impulse);
 
 rigidbody.velocity += Vector3.forward*1.0f / rigidbody.mass;

Acceleration（加速度）：

通过 AddForce 函数添加加速度。忽略对象的质量，AddForce(Vector3.left*100,ForceMode.Acceleration)在fixupdate内执行一秒（默认50次），即视作一秒内物体保持了一个向左的100的加速度，静止的物体会在一秒后速度变为100.
这两行代码是一样的

 rigidbody.AddForce(Vector3.forward*1.0f,ForceMode.Acceleration);
 
 rigidbody.velocity += Vector3.forward*1.0f * Time.fixedDeltaTime;

VelocityChange（变速）：

通过 AddForce 函数添加的速度变化，单位为 m/s。忽略对象的质量，速度变化是一个直接改变物体速度的量，它可以在一次调用后立即影响物体的运动状态。
这两行代码是一样的

rigidbody.AddForce(Vector3.forward*1.0f,ForceMode.VelocityChange);
 
rigidbody.velocity += Vector3.forward*1.0f;

参考：

https://answers.unity.com/questions/802181/trying-to-understand-rigidbody-forcemode-derivatio.html?childToView=802667#answer-802667

是否与质量有关

参数	质量有关
Force	是
Impulse	是
Acceleration	否
VelocityChange	否

为了深化理解，做点实验

VelocityChange

用一个左平抛运动的物体举例，物体在（0，0，0)生成。初速为0，有重力加速度，所以我们只用关注x轴向速度。

private void FixedUpdate()
    {
        rb.AddForce(Vector3.left * 10, ForceMode.VelocityChange);
        //当对象y坐标小于0，摧毁该对象，并输出当前坐标
        if (transform.position.y < 0)
        {
            Destroy(gameObject);
            Debug.LogWarning("Position: " + transform.position);
        }

        //输出物体当前速度
        Debug.Log("Velocity: " + rb.velocity);
    }

在这里插入图片描述
每次调用使得x轴向速度增加10。相当于

rigidbody.velocity += Vector3.left*10f;

Acceleration 和Force

用一个左平抛运动的物体举例，物体在（0，0，0)生成。初速为0，有重力加速度，所以我们只用关注x轴向速度。

    private void FixedUpdate()
    {
        rb.AddForce(Vector3.left * 10, ForceMode.Acceleration);
        //当对象y坐标小于0，摧毁该对象，并输出当前坐标
        if (transform.position.y < 0)
        {
            Destroy(gameObject);
            Debug.LogWarning("Position: " + transform.position);
        }

        //输出物体当前速度
        Debug.Log("Velocity: " + rb.velocity);
        
       
    }

在这里插入图片描述
一次调用使得x方向速度改变0.2（即一秒调用使x方向速度变为10，与代码中Vector3.left * 10一致）

Acceleration可以理解为 ,函数内部的执行效果相当于，参数为Force的力的大小自动乘以了对象的质量，即以下俩代码效果相同

rb.AddForce(Vector3.left * 10 * rb.mass, ForceMode.Acceleration);
rb.AddForce(Vector3.left * 10, ForceMode.Force);

即当物体质量为1的时候，参数为Acceleration或Force的函数调用，使得对象获得相同的效果。验证如下

Acceleration

    private void FixedUpdate()
    {
        rb.AddForce(Vector3.left * 10 * rb.mass, ForceMode.Acceleration);
        //当对象y坐标小于0，摧毁该对象，并输出当前坐标
        if (transform.position.y < 0)
        {
            Destroy(gameObject);
            Debug.LogWarning("Position: " + transform.position);
        }

        //输出物体当前速度
        Debug.Log("Velocity: " + rb.velocity);
    }

Force

在这里插入图片描述

    private void FixedUpdate()
    {
        rb.AddForce(Vector3.left * 10, ForceMode.Force);
        //当对象y坐标小于0，摧毁该对象，并输出当前坐标
        if (transform.position.y < 0)
        {
            Destroy(gameObject);
            Debug.LogWarning("Position: " + transform.position);
        }

        //输出物体当前速度
        Debug.Log("Velocity: " + rb.velocity);
    }

参考：

我自己

后记

一篇文章查资料做实验写了一晚上，学到了很多，但是有用的都是英文的资料，中文的没怎么搜到，所以也想分享给同是学unity的在中文互联网上查资料的你，求点点赞，点点收藏，谢谢你了。