简介基于Unity 2021制作的单机赛车游戏完整工程适合Unity初学者、游戏开发学习者以及需要课程设计参考的学生。游戏目标简单直观操控赛车在规定时间内抵达终点沿途需躲避障碍物超时或碰撞损毁都会导致失败整体规则适合作为教学演示或功能扩展的起点。项目使用EasyRoads3插件绘制公路资源包中整合了完整游戏文件包括C#控制脚本、场景与预制体、贴图动画素材及Unity项目配置可直接打开运行也可围绕车辆操控、计时判定、碰撞检测等模块进行二次开发。压缩包共27438个文件主要涵盖bin资源、meta配置、cs脚本、png贴图、prefab预制体等类型总大小约286.6MB。已有1976人学习浏览对快速上手Unity场景搭建与赛车游戏基础逻辑具有参考价值。1. 为什么 Unity 3D 赛车最常翻车在物理而不是画面做赛车游戏的人和想写赛车游戏的人之间往往隔着一个“车在冰面上滑”的距离。刚上手时你搭一个 Cube 当车身给 Rigidbody 加一个向前的力车确实能走但一转弯就侧滑、一刹车就原地转。这个标题真正要解决的不是建模或材质而是三层工程问题车辆物理与手感、赛道网格与碰撞体系、AI 对手与镜头逻辑。读完这篇你能用 WheelCollider 搭出有抓地力的车用样条曲线生成一条 AI 能跑的赛道再把 AI 车放在参考线上做出不抄近路的走线。适合从零做可玩竞速 Demo 的独立开发者、准备毕业设计的学生以及需要快速验证玩法的游戏团队。2. 车辆物理WheelCollider 起步先把扭矩和摩擦力对齐2.1 两条车辆物理路线的边界在 Unity 3D 里做赛车主流做法有两个方向一是用引擎自带的 WheelCollider它把轮胎的弹簧悬挂、纵向滑移和侧向滑移都封装好了开发者只需要给扭矩、刹车和转向角二是完全不用轮子碰撞体自己用射线或形状检测算地面接触再根据轮胎的侧偏角计算侧向力。前一条路适合绝大多数想要稳定出 Demo 的人后一条路适合做硬核模拟器或者需要复现真实赛车载重转移的团队。两条路我都在模拟项目里试过。自写轮胎模型第一周就能让车“动”但第十周还在处理抓地力曲线不收敛的问题WheelCollider 虽然手感偏“游戏化”可它给到的四个轮子数据是现成的悬架压缩、车轮转速、摩擦圆都在一个组件里暴露出来调参效率高很多。下面这张对比表可以直接帮你判断选哪条路。对比项WheelCollider 方案自写轮胎物理物理模型内建弹簧 摩擦曲线自己算滑移率与侧偏角手感调试调曲线、调刚度反馈直观调公式、调数值玄学成分大性能开销每轮一次物理查询稳定射线越多越贵调优空间大上手成本低半天能跑高需要读不少轮胎模型资料适合场景竞速游戏、Alpha 版、毕设模拟器、特殊车辆行为复现我的结论很明确标题这个项目用 WheelCollider 起步是性价比最高的选择。它不是上限最高的方案但它是让你最快见到“可玩”的方案。2.2 最小可跑的车辆控制脚本先搭车体结构车根节点挂 Rigidbody 和 BoxColliderBoxCollider 的尺寸大致覆盖车身车根下挂四个 WheelCollider位置对准轮心车身模型和车轮视觉模型作为子物体不参与碰撞计算。这样布局的好处是车辆物理完全由车根刚体承担子物体视觉再独立同步。下面这个脚本是能直接抄进场景的最小控制逻辑。输入放在 Update 读取物理施加放在 FixedUpdate避免 Input 状态在物理帧里读丢。using UnityEngine; public class SimpleCarController : MonoBehaviour { public WheelCollider frontLeft; public WheelCollider frontRight; public WheelCollider rearLeft; public WheelCollider rearRight; [Header(动力与制动)] public float motorTorque 1500f; // 驱动扭矩决定加速上限 public float brakeTorque 3000f; // 刹车扭矩 public float maxSteerAngle 30f; // 前轮最大转向角 private float _steer; private float _throttle; private bool _braking; private void Update() { // 输入读取放 Update物理施加放 FixedUpdate避免掉输入 _steer Input.GetAxis(Horizontal); _throttle Input.GetAxis(Vertical); _braking Input.GetKey(KeyCode.LeftShift) || Input.GetKey(KeyCode.S); } private void FixedUpdate() { // 转向只走前轮转角不是给整体加角速度 frontLeft.steerAngle _steer * maxSteerAngle; frontRight.steerAngle _steer * maxSteerAngle; // 后轮驱动扭矩只加在两个后轮上起步更接近真实车 rearLeft.motorTorque _throttle * motorTorque; rearRight.motorTorque _throttle * motorTorque; float brake _braking ? brakeTorque : 0f; frontLeft.brakeTorque brake; frontRight.brakeTorque brake; rearLeft.brakeTorque brake; rearRight.brakeTorque brake; } }这段代码的逻辑很直接方向盘输入转化为前轮转角油门的 0 到 1 映射成驱动扭矩刹车则把四个轮子的刹车扭矩拉满。需要注意这里没有做换挡和发动机转速模型所以加速感是线性的这也是很多 Demo 被评价“电子游戏感”的根源。想增加层次感可以在取值前加一个平滑曲线Mathf.SmoothStep(0f, 1f, _throttle)就能弱化起步时的突兀扭矩突变。参数起点建议这样给车重设为 1200 到 1400 公斤motorTorque 从 1200 牛米起步maxSteerAngle 用 25 到 35 度之间。扭矩给得太大起步时会原地打转给得太小直道又没速度感。调参顺序是先把车跑直再调转弯最后调刹车。2.3 悬挂、摩擦力和质心三个手感开关WheelCollider 的默认参数能跑但不代表能舒服地跑。有一句话是“物理不对调什么材质都没用”。最影响手感的三个开关依次是摩擦力曲线、悬挂参数、刚体质心。摩擦曲线在 WheelCollider 组件里叫 forwardFriction 和 sidewaysFriction。默认值偏“滑”上车之后就感觉像在冰上。我一般会给前向摩擦的 Extremum Slip 调到 0.6、Stiffness 调到 0.9侧向摩擦的 Extremum Slip 调到 0.3、Stiffness 调到 1.0。这样做的目的是让车在转弯时后轮有一点侧滑趋势但不会瞬间甩尾。极端漂移手感则反过来把后轮侧向 Stiffness 降到 0.6 左右车更容易甩开。悬挂是另一个大家容易忽视的坑。WheelCollider 配置里 spring 和 damper 如果数值不合理车身会像跳跳床一样上下颠。起步值可以这样写spring 40000damper 4000rest length 0.2。车越重弹簧力要越大但阻尼增加要更保守否则过减速带时轮胎会瞬间失去抓地。质心是第三个容易被忽略的点。默认刚体质心在几何中心对赛车来说太高导致快速变道时车身侧倾过大甚至翻车。我在 Start 里会主动压低质心。private void Start() { Rigidbody rb GetComponentRigidbody(); // 局部坐标下压低质心y 取负值约 0.3 到 0.5 米 rb.centerOfMass new Vector3(0f, -0.35f, 0f); }压低质心之后过弯侧倾会明显收敛代价是车身姿态偏“硬”视觉上少一点重量感。做漂移玩法时反而可以把质心略微提高来放大侧倾。最后提一个物理帧率Project Settings 里 Physics 的 Fixed Timestep 默认是 0.02 秒即 50 物理帧每秒。对高速赛车来说这个步长会让轮胎与地面的接触采样太稀容易出现高速穿透。我一般会调到 0.016 或 0.01但物理帧率每提升一倍CPU 成本就上去一截所以移动端慎用。3. 赛道不是摆一排 CubeCatmull-Rom 样条与赛道网格完整链路3.1 为什么选 Catmull-Rom 而不是 Bezier赛道系统一般有两个做法在场景里手工摆一长条 Cube 拼赛道或者用样条曲线生成道路网格。Cube 拼接适合原型但圆弧处棱角太明显AI 车走线也不平滑。样条则能提供一条连续且可控的中心线这条中心线不仅决定路面形状还直接作为 AI 的参考路径一举两得。样条选型上Bezier 曲线控制点不在曲线上调整赛道时要反复拉扯手柄Catmull-Rom 曲线经过每个控制点拖动控制点就等于拖动赛道中心线所见即所得。所以做赛道编辑工具时我习惯用 Catmull-Rom。下面是一个通用的采样实现输入控制点数组输出密集的中心线点列。using UnityEngine; public static class CatmullRom { // 对一段曲线做采样subdivisions 是每个控制段之间采样点数 public static Vector3[] Sample(Vector3[] controlPoints, int subdivisions 16) { if (controlPoints null || controlPoints.Length 4) return controlPoints; int segmentCount controlPoints.Length - 3; Vector3[] sampled new Vector3[segmentCount * subdivisions 1]; int index 0; for (int i 0; i segmentCount; i) { Vector3 p0 controlPoints[i]; Vector3 p1 controlPoints[i 1]; Vector3 p2 controlPoints[i 2]; Vector3 p3 controlPoints[i 3]; for (int j 0; j subdivisions; j) { float t j / (float)subdivisions; sampled[index] GetPoint(p0, p1, p2, p3, t); } } sampled[index] controlPoints[controlPoints.Length - 2]; return sampled; } private static Vector3 GetPoint(Vector3 p0, Vector3 p1, Vector3 p2, Vector3 p3, float t) { float t2 t * t; float t3 t2 * t; // Catmull-Rom 基函数tension0.5 是标准形态 return 0.5f * ( 2f * p1 (-p0 p2) * t (2f * p0 - 5f * p1 4f * p2 - p3) * t2 (-p0 3f * p1 - 3f * p2 p3) * t3 ); } }这段代码返回的是一个连续的 Vector3 数组方便后续做网格生成和路径查询。注意控制点至少要四个首尾段会被 Catmull-Rom 公式截掉一部分如果做闭环赛道要在数组尾部再补上开头的三个控制点才能让曲线首尾无缝相接。3.2 从中心线到路面 Mesh顶点、绕序与 UV有了中心线下一步把它变成路面网格。思路是对每一帧中心线点用前后两个点的方向算出切线再用切线叉乘上方向得到道路横向法线把中心点向左右各偏移半宽形成两个顶点。两帧中心点之间生成四个顶点组成两个三角形。using UnityEngine; public static class TrackMeshBuilder { public static Mesh Build(Vector3[] centerLine, float roadWidth, float heightOffset) { if (centerLine null || centerLine.Length 2) return null; Vector3[] vertices new Vector3[centerLine.Length * 2]; Vector2[] uv new Vector2[vertices.Length]; int[] triangles new int[(centerLine.Length - 1) * 6]; Vector3 up Vector3.up; for (int i 0; i centerLine.Length; i) { Vector3 right; if (i 0) right Vector3.Cross(up, centerLine[1] - centerLine[0]).normalized; else if (i centerLine.Length - 1) right Vector3.Cross(up, centerLine[i] - centerLine[i - 1]).normalized; else // 取前后点平均方向算法线弯道处网格不会出现切角 right Vector3.Cross(up, centerLine[i 1] - centerLine[i - 1]).normalized; right right * (roadWidth * 0.5f); vertices[i * 2] centerLine[i] right up * heightOffset; vertices[i * 2 1] centerLine[i] - right up * heightOffset; uv[i * 2] new Vector2(i, 0f); uv[i * 2 1] new Vector2(i, 1f); } // 三角形绕序必须稳定否则道路看起来是“黑脸” for (int i 0; i centerLine.Length - 1; i) { int a i * 2; int b a 1; int c a 2; int d a 3; triangles[i * 6] a; triangles[i * 6 1] c; triangles[i * 6 2] d; triangles[i * 6 3] a; triangles[i * 6 4] d; triangles[i * 6 5] b; } Mesh mesh new Mesh(); mesh.vertices vertices; mesh.uv uv; mesh.triangles triangles; mesh.RecalculateNormals(); return mesh; } }heightOffset 是很关键的参数它把路面在 Y 轴方向上抬高一点点避免和地面产生 Z-fighting。赛道材质若带有方向纹理比如跑道中线箭头要注意 UV 的 V 方向上面代码里左边顶点 u 的 V 固定为 0右边固定为 1这个方向决定了箭头是否朝前。3.3 碰撞体选择与护栏处理生成的路面 Mesh 可以直接给 MeshCollider 用但要记住MeshCollider 必须设置为非凸包且不要实时修改网格否则每次生成都会触发重新烘焙碰撞体。我一般会把赛道生成器做成编辑器工具先在编辑模式下把 Mesh 和 MeshCollider 烘焙进 Prefab运行时只加载不再重新生成。护栏和路肩的建议是不要用 MeshCollider直接用 BoxCollider 组合。原因很简单MeshCollider 的物理查询成本远高于几个基础碰撞体护栏本身又是直线和弧形分段用 Box 拼接完全够用。如果是带广告牌的墙面可以给广告牌单独挂一个低面数的 MeshCollider但主碰撞体仍用 Box。赛道长度较长时MeshCollider 的树结构会在加载时造成短暂卡顿。常见做法是在场景加载界面停留一秒把碰撞体数据生成完毕再显示赛道或者把赛道拆成若干段每段独立生成用 Streaming 的方式加载。4. AI 对手与第三人称视角参考线跟随的转弯逻辑4.1 AI 不抄近路的走线基于 TrackPath 的参考线跟随AI 车最常犯的毛病是在发卡弯直接切草皮看起来像是“抄近路”。原因几乎只有一个AI 拿当前最近点当目标点在弯道里最近点往往在车身侧面而不是正前方。解决方法是把目标点向前取一段距离让 AI 车总是瞄准前方未来的路径点而不是脚下。为了让玩家手感和 AI 控制共用同一套车辆控制逻辑我先把 SimpleCarController 暴露一个统一的输入接口让外部可以注入转向、油门和刹车。public void SetControl(float steerNormalized, float throttle, bool braking) { _steer steerNormalized; _throttle throttle; _braking braking; }玩家输入在 Update 里读取后调用这个接口AI 也在 FixedUpdate 里调用同一个接口。这样双方都被同一套物理约束不会出现 AI 车“作弊加速”或者“瞬间改向”的情况。紧接着是 AI 的核心逻辑。using UnityEngine; public class AiFollower : MonoBehaviour { public TrackPath path; // 赛道中心线路径 public float lookAheadDistance 12f; // 瞄多远越大走线越平顺 public float maxSpeed 18f; // 限制最高速度 private SimpleCarController _car; private void Start() { _car GetComponentSimpleCarController(); } private void FixedUpdate() { // 找到离自己最近的中心线点索引 int nearest path.GetNearestIndex(transform.position); // 把目标点往前推 lookAheadDistance 厘米或米 int targetIndex (nearest path.LookAheadIndex(lookAheadDistance)) % path.PointCount; Vector3 target path.GetPoint(targetIndex); target.y transform.position.y; // 把“目标方向与车头方向”的夹角归一化到 -1 到 1 Vector3 forward transform.forward; forward.y 0f; Vector3 toTarget target - transform.position; toTarget.y 0f; float angle Vector3.SignedAngle(forward, toTarget, Vector3.up); float steer Mathf.Clamp(angle / 45f, -1f, 1f); // 速度差控制油门接近限速时自动收油 float speed GetForwardSpeed(); float throttle Mathf.Clamp01((maxSpeed - speed) / 8f); _car.SetControl(steer, throttle, false); } private float GetForwardSpeed() { Rigidbody rb GetComponentRigidbody(); return Vector3.Dot(rb.velocity, transform.forward); } }这个 AI 的核心是“前瞻距离”参数。lookAheadDistance 太小车头会左右摆动因为每次都在修正最近点太大弯道里会走直线直接冲出赛道。经验值低速弯 40 到 60 公里时速用 8 到 12 米高速弯可以调到 15 到 20 米。如果赛道有连续的 S 弯再调小一点让 AI 更敏感。还有一个进阶坑AI 车之间不能全部瞄同一条中心线否则发车后所有车挤成一团。我给每辆 AI 分配一个横向偏移量比如 -2 米到 2 米之间让它们在参考线左右各占一个身位超车时才会有交错感。这个偏移量在直道上可以保留在弯道里要逐步收敛回中心线否则外圈 AI 会一直吃亏。4.2 第三人称摄像机LateUpdate 里做平滑跟随赛车游戏的镜头追求的是“看似粘在车后实际有延迟感”。完全锁定车辆坐标的镜头会让人头晕延迟太多的镜头又会让人感觉车打滑。这里我使用 SmoothDamp 配合延迟转向。using UnityEngine; public class FollowCamera : MonoBehaviour { public Transform target; public Vector3 offset new Vector3(0f, 3.2f, -6f); public float followSmoothTime 0.15f; public float lookSmoothTime 0.25f; private Vector3 _vel; private float _yawVel; private void LateUpdate() { if (target null) return; // 期望位置是车后方的偏移点TransformPoint 会带上车的朝向 Vector3 desiredPos target.TransformPoint(offset); transform.position Vector3.SmoothDamp(transform.position, desiredPos, ref _vel, followSmoothTime); // 镜头看向车前三点远方略微抬高点避免视觉中心偏低 Vector3 lookPoint target.position target.forward * 3f Vector3.up * 0.8f; Vector3 dir lookPoint - transform.position; float desiredYaw Mathf.Atan2(dir.x, dir.z) * Mathf.Rad2Deg; // SmoothDampAngle 会自动处理角度的 360 度回绕不会突然猛转 float smoothedYaw Mathf.SmoothDampAngle(transform.eulerAngles.y, desiredYaw, ref _yawVel, lookSmoothTime); transform.rotation Quaternion.Euler(0f, smoothedYaw, 0f); } }关键点有两个一是 LateUpdate 而不是 Update因为车辆物理在 FixedUpdate 更新LateUpdate 能拿到更接近当前帧的车身状态减少抖动二是角度平滑只能用 SmoothDampAngle不能用 SmoothDamp否则 359 度回落到 1 度时镜头会狂转一圈。如果队伍里有美术同学建议直接换引擎自带的 Cinemachine FreeLook 来做镜头它的调速面板更直观。但自己写的这个跟随逻辑更适合理解“延迟感从哪里来”也更容易做回放镜头和碰撞推镜头。5. 避坑清单五个高频翻车点5.1 车轮悬空乱抖、过减速带直接起飞现象车在平路上像越野一样上下颠簸车轮模型穿出车身过一个小坎就跳到半空。原因WheelCollider 的悬挂 spring 和 damper 不匹配。Spring 力大而阻尼小车身会在弹簧上反复振荡把路面震动不断放大WheelCollider 半径如果设成视觉轮毂的半径悬挂行程会变得异常短。解决按要求挂参数spring 起步设 40000damper 起步设 4000rest length 设 0.2。如果车重接近 1500 公斤spring 可以提高到 50000但 damper 不要跟着线性上涨保持在 5000 到 6000 之间即可。调完记得看轮子压缩量不要让悬架在静止时就压到底。5.2 时速一百二直接穿模掉进地面现象直线高速行驶时车突然从路面掉到地下再被复位回赛道严重时直接掉出场景。原因默认离散碰撞检测在高相对速度下对薄壁 MeshCollider 会发生穿透。物理帧步长 0.02 秒意味着在 120 公里时速时车辆单帧移动约 0.67 米薄路面厚度不足就会插过去。解决把车根刚体的 Collision Detection 设为 ContinuousDynamic同时把 Fixed Timestep 从 0.02 下调到 0.01。如果还穿就要给路面 MeshCollider 叠加一个厚度不要用纯平面单面网格至少生成上下两层。5.3 赛道看起来发黑或接缝裂开现象在 Scene 视图看赛道正常运行后某些角度看路面是黑的或者赛道路面出现忽明忽暗的裂缝。原因三角形绕序不稳定导致法线朝向反了或者 UV 的 V 方向飘忽纹理被镜像翻转。Catmull-Rom 采样点如果分布不均匀一段网格的顶点间距突变光照会展现明显的接缝。解决先检查三角形绕序确保从同一侧观察时顶点始终是逆时针。生成后执行mesh.RecalculateNormals()并选择双面渲染材质做一轮排查。UV 的 u 方向用采样点序号v 方向固定左右不要用累计弧长和法线相互补偿。5.4 AI 在发卡弯抄近路直接穿越赛道现象AI 车在 U 形弯不沿着路走而是走弦线切掉弯心严重时半个车身在草地或护栏另一侧。原因AI 的 lookAheadDistance 太小程序找到的目标点落在了车身侧后方再加上横向偏移没有正确回正AI 以为侧方路径方向更短。解决把 lookAheadDistance 提高到 12 米以上并且实现 TrackPath.GetNearestIndex 时不要返回真实最近点而是返回一个“从上一个索引向前扫描直到距离不再减小”的索引。这样目标点永远在当前点前方弯道内切现象会基本消失。5.5 车动了但轮子不转、悬架不压缩现象车辆有速度模型也在移动但四个轮子像被钉住一样悬架没有起伏车辆看起来像在飘。原因WheelCollider 是计算组件不是渲染组件。它内部计算轮子位置和姿态但不写任何 Mesh 的 Transform。如果视觉模型挂在车根下轮子永远保持初始状态。解决在视觉轮子模型脚本里每帧调用 GetWorldPose把它移到正确位置。private void Update() { if (wheelCollider.GetWorldPose(out Vector3 pos, out Quaternion rot)) { visual.transform.SetPositionAndRotation(pos, rot); } }顺带一提GetWorldPose 返回的位置包含悬架压缩量所以视觉轮子会和悬挂姿态同步这是最简单也最直接的做法。6. 把演示打磨成 Demo漂移判定、圈速检查点与性能底线当一个赛车项目跑起来之后下一个目标就是“可玩”。我个人觉得两个功能值得先做漂移判定和圈速系统。它们能让测试者觉得自己在“玩赛车游戏”而非“看物理模型”。漂移判定不一定要让车真的进入漂移物理先从表现层开始反而更好。我的做法是用刚体速度与车头方向的夹角来触发布料、轮胎特效和镜头震动。public float GetDriftAmount(Rigidbody rb) { Vector3 v rb.velocity; v.y 0f; if (v.magnitude 5f) return 0f; float angle Vector3.SignedAngle(transform.forward, v.normalized, Vector3.up); return Mathf.InverseLerp(15f, 45f, Mathf.Abs(angle)); }当返回数值大于 0.3 时UI 飘字“DRIFT”并给油门的反向力一个递增折扣大于 0.7 时触发轮胎烟雾。如果你想让漂移更“硬核”可以在漂移中把后轮 WheelCollider 的 sidewaysFriction Stiffness 临时乘 0.85让车更容易维持侧滑。注意退出漂移时要把这个值恢复原状否则直线行驶也是甩尾状态。圈速系统直接在 TrackPath 上做检查点每隔一段距离放一个隐藏 Trigger。车的经过顺序必须完全正确绕近路补一个检查点会被判定无效直接重置当前圈计时。记录单圈时间、最佳时间和上一圈时间这几乎是一套赛车 UI 的底线功能。性能底线方面我最后会做三件事关闭所有 AI 车的 MeshCollider改用简化 Box把赛道 MeshCollider 烘焙进场景合并静态路面的 Mesh 并开启 GPU Instancing。做完这三步即使赛道上同时跑八辆车移动端也能保住 60 帧。这类项目我做下来最慢的环节不是写代码而是给 WheelCollider 找一组不玄学的摩擦参数。后来我养成了一个习惯每改一个参数就开着圈速跑三圈手感和成绩一起记。赛道和 AI 定稿后再统一回头调手感不要边改边玩那样只会让参数越调越乱。希望帮到你。本文还有配套的精品资源点击获取
