UPL2-9——Physics 模块

关于物理模块相关，详见：U1L13——物理系统碰撞体相关，U2L13——物理系统范围和射线检测相关

Physics 模块

Physics（物理学）模块是专门用于监控 物理系统（3D 物理）运行状态与性能开销 的工具，它涵盖了 Rigidbody​、Collider、碰撞检测、物理查询等运行时数据
主要帮助我们排查 3D 物理相关问题，在游戏中如果出现以下问题时，可以着重观察这里的内容：

  1. 碰撞相关逻辑不触发
  2. 性能异常抖动（可能是物理计算量太大）
  3. 射线检测变慢
  4. 物理不稳定

等等

总之，几乎所有和 3D 物理相关的问题，我们都可以通过该模块进行排查

Physics 中各参数功能的含义和作用

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  • 物理学（Physics）分析窗口

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    • Physics Used Memory：当前物理系统使用的总内存量（包括碰撞体、刚体、内部缓存等）

      如果持续上升或占用过高，可能存在碰撞体未销毁或分配过多的问题

    • Active Dynamic Bodies：当前活动中的动态刚体（Rigidbody）数量（受力、移动、正在计算中）

      是物理运算的主要开销来源，数量越多计算越重

    • Active Kinematic Bodies：当前活动中的运动学刚体（isKinematic = true）数量

      虽不受物理驱动，但仍会影响碰撞检测，数量多时也有开销

    • Dynamic Bodies：所有存在的动态刚体数量（包括非活动的）

      用于判断是否创建了过多物理对象、未及时销毁

    • Overlaps：本帧中发生的碰撞重叠事件总数（包括触发器）

      用于判断是否物体堆叠太多，或重叠检测负担重

    • Trigger Overlaps：本帧中发生的 Trigger（触发器）之间或与刚体之间的重叠事件数量

      用于判断是否大量使用触发器，逻辑处理是否冗余

    • Discreet Overlaps：使用离散检测模式（Discrete）的碰撞重叠数量

      默认检测模式，适用于大多数物体，效率较高

    • Continuous Overlaps：使用连续检测模式（Continuous / Continuous Dynamic）的碰撞重叠数量

      连续检测更精确但开销大，数量多时需关注性能

    • Physics Queries：本帧中所有物理查询的调用次数（如 射线检测、范围检测 等）

      频繁的物理查询是物理系统性能瓶颈的重要来源，过多需优化

  • Current 当前的信息窗口

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    • Physics Used Memory：当前物理系统使用的总内存量（包括碰撞体、刚体、内部缓存等）

      如果持续上升或占用过高，可能存在碰撞体未销毁或分配过多的问题

    • Dynamic Bodies：所有存在的动态刚体数量（包括非活动的）

      用于判断是否创建了过多物理对象、未及时销毁

    • Articulation Bodies：关节刚体数量，表示场景中启用了 ArticulationBody（关节体） 的对象个数

      此类刚体通常用于高级机器人结构或物理链式系统。相比普通 Rigidbody 开销大，慎用！
      如果数量太大（上百个），说明使用过多，建议减少数量

    • Active Dynamic Bodies：当前活动中的动态刚体（Rigidbody）数量（受力、移动、正在计算中）

      是物理运算的主要开销来源，数量越多计算世界越长

    • Active Kinematic Bodies：当前活动中的运动学刚体（isKinematic = true）数量

      虽不受物理驱动，但仍会影响碰撞检测，数量多时也有开销

    • Static Colliders：静态碰撞体数量（无 ​Rigidbody​​ 的 ​Collider​​ ）

      是绑定在静态对象（如场景建筑、地面等）上的碰撞体总数。0这类碰撞体不会随时间移动，效率较高。
      但过多也会增加碰撞体树构建成本，需合并或使用批处理。尽量用最少的碰撞盒表示对象体积范围

    • Colliders Synced：本帧同步到物理系统的碰撞体数量

      表示 Unity 本帧向物理引擎同步的 Collider 数量（例如位置/旋转发生变化）
      频繁变动会导致物理系统不断重建碰撞体结构，影响性能
      尽量使用刚体加力的形式让对象移动

    • Rigidbodies Synced：本帧同步到物理系统的刚体数量

      频繁设置 transform.position​ 或修改 velocity 都会触发同步，尤其在大批量刚体上影响显著
      尽量使用刚体加力的形式让对象移动

    • Physics Queries：本帧中所有物理查询的调用次数（如 射线检测、范围检测 等）

      频繁的物理查询是物理系统性能瓶颈的重要来源，过多需优化

    • Total Overlaps：重叠检测总数量，在其中可以看到不同类型的情况

      • Discreet：离散检测重叠数

        正常游戏中这一项会是最多的

      • Continuous：连续检测重叠数

        建议仅对高速移动物体（如子弹、快速飞行物）使用连续检测，其它物体请用 Discrete

      • Trigger：触发器重叠次数

        尽量避免重叠区域之间反复进入退出

      • Modified：修改过的碰撞体参与的重叠次数

        在本帧中修改过的碰撞体（如大小、位置、开关状态等）所参与的重叠检测次数
        这类操作通常会强制 Unity 更新碰撞体树结构，产生额外开销

    • Broadphase Adds/Removes：广义阶段的添加和移除

      广义阶段：用来快速判断哪些物体“可能发生碰撞”,通常使用 包围盒（AABB） 进行粗略检测，性能消耗低、处理大批量对象的效率高

      • Adds：本帧中，被添加到物理世界中、需要参与碰撞检测的新对象（或更新后重新注册的对象）数量

        例如：新创建了一个带 Collider 的物体，或修改了碰撞体的位置/尺寸等

      • Removes：本帧中，被从 Broadphase 系统中移除的碰撞体数量

        例如：销毁了对象、禁用了 Collider、将其移出物理世界

      关注点：

      • 当 Adds 和 Removes 只有0~几十个时是正常范围
      • 若 Adds 和 Removes 达到几百以上，需要关注，可能存在频繁修改或销毁碰撞体的逻辑
      • 若 Adds 和 Removes 达到上千甚至持续增长，则说明严重性能问题，建议重点优化对象生命周期管理

    • Narrowphase Adds/Removes：狭义阶段的添加和移除

      狭义阶段：对 Broadphase 结果中的物体做更精确的碰撞计算（如 Mesh​ vs. Capsule），开销大，但只处理可能碰撞的对象

      • New：新增精确碰撞对数量

        表示本帧中，首次发生精确碰撞检测的物体对数量。也就是两个 Collider 首次接触，需要进入精确计算流程

      • Lost：丢失精确碰撞对数量

        表示本帧中，不再发生碰撞的物体对数量。也就是上一帧接触，本帧分离，因此这个“碰撞对”失效了

        注意：这些统计的是 Collider​ 与 Collider​ 之间的成对检测关系，不包括 Trigger 类型的重叠检测

      关注点：

      • New 和 Lost 都比较稳定且不高，正常，无需担心
      • New 和 Lost 每帧几百甚至上千，说明接触频繁创建销毁，可能有性能问题
      • New 持续增长而 Lost 很少，可能创建了很多新物体但未释放
      • Lost 持续增长而 New 很少，可能大量销毁物体但未创建新物体或发生了某种分离行为

  • Legacy 旧版信息窗口

    可以忽略，当前的信息窗口更加详细

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    • Active Dynamic：活跃的动态刚体数

      当前正在运动、受力或碰撞的 Rigidbody 数量（即处于活跃状态的非静止刚体）。是物理计算的主要开销源

    • Active Kinematic：活跃的运动学刚体数

      当前正在被手动控制位置或旋转（isKinematic = true）且仍参与物理系统交互的对象数量。例如用于角色控制器、动画驱动骨骼等。

    • Static Colliders：静态碰撞体数量

      不随时间移动的 Collider​（没有 Rigidbody 组件）的数量
      它们不会触发物理运算，但对碰撞查询仍有负担。

    • Rigidbody：场景中存在的刚体总数

      所有带 Rigidbody 的对象数量，包括动态和运动学刚体，不区分是否活跃。

    • Trigger Overlaps：触发器重叠事件总数

      所有 isTrigger = true​ 的 Collider​ 之间、或 Trigger 与刚体之间本帧发生的重叠事件数量
      用于触发 OnTriggerEnter/Exit/Stay 等脚本回调

    • Active Constraints：活跃的物理约束数量

      当前物理系统中处于活动状态的 Constraints（如 FixedJoint、HingeJoint 等连接组件）数量
      用于连接多个刚体的链式结构、关节等。约束计算较重，需关注数量

    • Contacts：当前帧中检测到的接触点总数

      所有 Collider​ 间的物理接触点总数（即 OnCollision 等物理相关生命周期函数会被触发的接触）
      表示物理引擎本帧精确处理了多少碰撞点。

Physics 对于我们的意义

Physics（物理学）模块可以帮助我们：

  1. 排查是否有未释放的物理对象（内存泄露）

    关注：Physics Used Memory（物理系统使用内存）、Dynamic Bodies（动态刚体数量）
    观察物理内存是否持续增长，是否及时销毁不再使用的对象

  2. 排查是否物理模拟压力过大（游戏卡顿、掉帧、场景中物理资源太多）

    关注：Active Dynamic Bodies（活动中的动态刚体数量）
    降低动态刚体数量，或分批激活

  3. 排查 Trigger 性能瓶颈？（动画或角色互动异常）

    关注：Trigger Overlaps（触发器和刚体之间的重叠数两）
    合理使用 Trigger 区域，避免频繁进入 / 退出

  4. 排查物理查询是否过多？（查询性能异常）

    关注：Physics Queries（物理查询数）
    优化射线和物理查询逻辑，限制帧内调用次数

  5. 排查平台差异性

    对比不同设备对物理性能的影响（低端机上尤为重要）

等等

总之，该模块可以帮助我们进行性能和内存问题定位，提供优化思路、分析平台差异性等等