物理系统——射线检测

1、射线检测

目前物体相交的判断:

  • 碰撞检测必备条件:刚体,碰撞器
  • 范围检测必备条件:碰撞器

如果想要鼠标选择场景上的一物体,或者FPS游戏中无弹道,不产生实际的子弹对象进行移动的情况下,需要判断一条线和物体的碰撞情况,即通过射线检测,可以在指定点发射一个指定方向的射线,判断该射线与哪些碰撞器相交,得到相应对象

2、射线对象

(1)3D世界中的射线

假设有一条起点为坐标(1,0,0),方向为世界坐标z轴正向的射线。

// 参数一:起点
// 参数二:方向向量
Ray r = new Ray(Vector3.right, Vector3.forward);

// Ray中的参数
print(r.origin);        // 起点
print(r.direction);     // 方向

 (2)摄像机发出的射线

得到一条从屏幕位置作为起点,摄像机视口方向的射线

Ray r = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);

注意:单独的射线没有实际的意义,需要结合物理系统进行射线碰撞判断 

3、碰撞射线检测

Physics类中提供了很多进行射线检测的静态函数,有很多重载类型,只需要掌握几个核心常用的函数即可

注意:射线检测和范围检测一样也是瞬时的

(1)最原始的射线检测

// 准备一条射线
Ray r = new Ray(Vector3.zero, Vector3.forward);

// 进行射线检测,如果碰到对象,返回true
// 参数一:射线
// 参数二:检测的最大距离,超过这个距离不检测
// 参数三:检测指定层级,不填检测所有曾
// 参数四:是否忽略触发器,和范围检测一样
// 返回值:bool类型,当碰撞到对象时,返回true,否则返回false
if (Physics.Raycast(r, 1000, 1 << LayMast.NameToLayer("Monster"), QueryTriggerInteraction.UseGlobal)) {
    // TODO.. 碰撞到了对象
    // 但是不知道碰撞到了谁
}

还有一种重载不用传入射线,直接传入起点和方向,也可以用于判断,就是把第一个参数射线变成了射线的两个参数,即起点和方向

if (Physics.Raycast(Vector3.zero, Vector3.forward, 1000, 1 << LayMast.NameToLayer("Monster"), QueryTriggerInteraction.UseGlobal)) {
    // TODO.. 
}

(2)获取相交的单个物体的信息

物体信息类:RaycastHit,该类不仅可以得到碰撞的对象信息,还可以得到碰撞的点、距离、法线等信息

// 参数一:射线
// 参数二:RaycastHit结构体
// 参数三:距离
// 参数四:检测指定层级(不填检测所有层)
// 参数五:是否忽略触发器
// 返回值:是否碰撞到了物体
RaycastHit hitInfo;
if (Physics.Raycast(r, out hitInfo, 1000, 1 << LayerMast.NameToLayer("Monster"), QueryTriggerInteraction.UseGlobal)){
    // 碰撞到了物体,得到了信息

    // 碰撞到的碰撞器信息,可以通过这个得到该物体的所有信息
    // hitInfo.collider
    print(hitInfo.collider.gameobject.name);
    
    // 碰撞到的点
    print(hitInfo.point);

    // 法线信息
    print(hitInfo.normal);

    // 位置信息
    print(hitInfo.transform.position);

    // 碰撞对象离自己的距离
    print(hitInfo.distance);
}

例如在这里,碰撞到的点可以帮助我们在FPS中确定子弹孔的贴图位置,而法线可以帮助确定贴图的旋转方向

 同样的,也可以不用传射线,传射线的起点和方向也可

(3)获取相交的多个物体

可以得到碰撞到的多个对象(因为射线检测是可以穿透的),如果没有结果是容量为0的数组,而数组的索引与碰撞到的顺序是相反的

// 参数一:射线
// 参数二:距离
// 参数三:检测指定层级(不填检测所有层)
// 参数四:是否检测触发器
RaycastHit[] hits = Physics.RaycastAll(r, 1000, 1 << LayerMast.NameToLayer("Monster"), QueryTriggerInteraction.UseGlobal);

for(int i = 0; i < hits.Length; ++i) {
    print(hits[i].collider.gameObject.name);
}

  同样的,也可以不用传射线,传射线的起点和方向也可

还有一种API,返回的是碰撞的数量,通过out得到数据(这里注意的是,虽然RaycastHit是结构体,值类型,但是当申明为数组时,hits是引用类型)

if (Physics.RaycastNonAlloc(r, hits, 1000, 1 << LayerMast.NameToLayer("Monster"), QueryTriggerInteraction.UseGlobal) > 0 ) {
    // TODO....
}

4、使用时注意的问题

  • 距离、层级两个参数,都是int类型,当传入参数时,一定要明确传入的参数代表的是距离还是层级

练习题:场景上有一个平面,有一个立方体,当鼠标点击选中立方体时,长按鼠标左键 可以拖动立方体 在平面上移动,点击鼠标右键取消选中

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Lesson23_Exercises : MonoBehaviour
{
    public float offsetY;
    private Transform nowSelObj;
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {

    }

    RaycastHit info;
    // Update is called once per frame
    void Update()
    {   
        //选中
        if(Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
            if( Physics.Raycast(Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition), out info, 1000, 1<

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