When do you multiply by Time.deltaTime in Unity?

Question

关于何时应该或不应该将数量乘以 ，似乎有很多令人困惑/矛盾的建议Time.deltaTime。所以我想知道，因为它与 Unity 物理系统有关，你应该在Time.deltaTime什么时候乘以？

我知道 Time.deltaTime 用于使某些动作与帧速率无关，但在某些情况下，不清楚动作是否与帧速率无关。例如：

• rigidbody.velocity += acceleration*Time.deltaTime;在 FixedUpdate 中做。由于 FixedUpdate 以恒定时间步长运行，这是否使乘法变得Time.deltaTime不必要？
• 做rigidbody.AddForce(force*Time.deltaTime, forceMode);。各种ForceModes 对此有何影响？

我已经看到了针对个别情况的解决方案，但如果有一种简单的直觉可以解决所有这些情况，那就太好了。

Answer 1

直觉

乘以Time.deltaTime用于使瞬时操作以连续（或“平滑”）方式进行。

瞬时操作会导致某个数量“跳”到不同的值。以下操作是即时的：

• Rigidbody.[position|velocity|rotation|angularVelocity] += x;
• Rigidbody2D.[position|velocity|rotation|angularVelocity] += x;
• Rigidbody.Add[Force|Torque](x, ForceMode.[Impulse|VelocityChange]);
• Rigidbody2D.Add[Force|Torque](x, ForceMode2D.Impulse);

以上所有操作都会导致一个数量立即跳过x，而与帧的长度无关。

相比之下，以下操作是连续的：

• Rigidbody.Add[Force|Torque](x, ForceMode.[Force|Acceleration]);
• Rigidbody2D.Add[Force|Torque](x, ForceMode.Force);
• Rigidbody.velocity = x;（从连续的角度来看Rigidbody.position。即设置速度不会使Rigidbody.position突然跳到新值）

以上所有操作都应用于整个框架的过程（至少在概念上会发生这种情况；物理系统在内部所做的事情超出了本答案的范围）。为了说明这一点，Rigidbody.AddForce(1, ForceMode.Force)将在整个框架内对对象施加 1 牛顿的力；不会出现位置或速度的突然跳跃。

那么你Time.deltaTime什么时候乘以？

如果您使用的是连续运算，则几乎绝对不应该乘以Time.deltaTime。但是，如果您使用的是瞬时操作，则答案取决于该操作是否以连续方式使用。

示例 1：爆炸

void Explode() {
    rigidbody.velocity += explosionAcceleration;
}

在这里你不应该乘以Time.deltaTime因为只Explode()被调用一次。它并不意味着应用于一系列帧。

示例 2：移动

void Update() {
    rigidbody.position += velocity * Time.deltaTime;
}

在这里，您确实必须乘以，Time.deltaTime因为对象应该随着时间的推移连续移动，并且您还使用了瞬时操作。请注意，这可以用连续操作代替，并且不需要乘以Time.deltaTime：

void Update() {
    rigidbody.velocity = velocity;
}

尽管这并不完全等同于原始值，因为它忽略了rigidbody.velocity.

示例 3：加速

void Update() {
    rigidbody.AddForce(acceleration*Time.deltaTime, ForceMode.VelocityChange);
}

在这里，您应该乘以 ，Time.deltaTime因为您希望速度以一致的速率逐帧增加。请注意，这完全等同于：

void Update() {
    rigidbody.AddForce(acceleration, ForceMode.Acceleration);
}

此代码在整个帧的过程中应用加速度。这段代码（在我看来）也更清晰、更容易理解。

怎么样FixedUpdate？

入住FixedUpdate不会影响上述任何建议。是的，理论上你可以从不乘以逃脱，Time.deltaTime因为帧之间的时间总是相同的。但是你所有的单位都必须依赖于固定的帧速率。因此，举例来说，如果你想的速率移动1 m/s与60帧每秒，你就必须添加1/60=.01666到每一帧的位置。然后想象一下如果你改变你的固定时间步长会发生什么。您将不得不更改一堆常量以适应。

执行代码FixedUpdate不会突然使代码帧率独立。您仍然必须采取与 中相同的预防措施Update。

作为旁注，您不需要Time.deltaTime用Time.fixedDeltaTimeinside替换，FixedUpdate因为 Unity 已经进行了此替换。

结论

仅Time.deltaTime当您希望瞬时操作在一系列帧上平滑运行时才乘以。

很多时候，你可以Time.deltaTime通过使用连续操作来避免使用，这通常更直观（参见示例 2 和 3）。但这当然取决于上下文。