SceneKit radialGravity为何吸引物体后反向排斥，无法停在中心？

现有基础配置 #

中心径向重力节点实现：

let gravityNode = SCNNode()
let radialGravityField = SCNPhysicsField.radialGravity()
gravityNode.physicsField = radialGravityField
gravityNode.position = SCNVector3Make(0, 0, 0)
radialGravityField.strength = 0.5 // 无论设为0.5还是9.8都会触发相同问题
scene.rootNode.addChildNode(gravityNode)

动态盒子节点实现：

let box = SCNBox(width: 0.5 , height: 0.5 , length: 0.5 , chamferRadius: CGFloat(0))
let boxNode = SCNNode(geometry: box)
boxNode.geometry!.firstMaterial?.diffuse.contents = UIColor.red
boxNode.position = <基于屏幕点击位置设置>
boxNode.physicsBody = SCNPhysicsBody(type: .dynamic, shape: nil)
boxNode.physicsBody?.mass = 1
scene.rootNode.addChildNode(boxNode)

问题产生原因 #

• 径向重力场的固有计算逻辑：径向重力的作用力方向始终沿物体与场中心的连线指向中心，力的大小与两点距离成反比。当物体运动到场中心（坐标为0,0,0）的瞬间，距离矢量的方向会直接反向——原本指向中心的吸引力，在物体穿过中心的一刹那会无过渡地变成方向相反的排斥力，不存在平滑的力衰减区间。
• 近距离力放大无限制：当前未给重力场设置最小作用距离，物体在向中心加速的过程中，越靠近中心受到的吸引力越强，最终会在抵达中心位置时积累出极高的线速度，不存在“缓慢减速停在中心”的状态，会直接高速冲过原点。
• 碰撞效果叠加放大：所有动态盒子的碰撞包围盒都会在中心位置重叠，高速冲过中心的盒子之间会发生硬碰撞，碰撞产生的冲量会进一步把物体往外推，最终形成“一到中心就被弹飞”的视觉效果。

对应调整方案 #

• 给径向重力场设置最小作用距离：配置radialGravityField.minimumDistance = 0.5，该值略大于盒子的边长，当物体与中心的距离小于这个值时，重力强度不再持续增大，从根源上避免近距离加速度飙升的问题。
• 调整重力场的衰减参数：设置radialGravityField.falloffExponent = 1，替换默认的平方衰减模式，避免近距离加速度随距离平方反比增长的问题，再根据实际效果微调strength值匹配预期的吸引力大小。
• 为动态物理体开启连续碰撞检测：配置boxNode.physicsBody?.continuousCollisionDetectionThreshold = 0.1，避免物体高速运动时因为单帧位移过大出现穿模、碰撞响应异常的问题。
• 实现物体稳定停靠效果：给动态物理体设置合适的线性阻尼linearDamping，让物体在向中心运动的过程中逐步减速，不会积累出能冲过中心的高速度，最终会在重力和阻尼的平衡作用下稳定停在中心位置。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Laurent Crivello