UnityRay射线检测

一&＃xff1a;射线

Ray射线

定义&＃xff1a;射线是一条从原点出发&＃xff0c;沿某一方向运动的无限直线。

//创建一条初始位置为startPos&＃xff0c;方向为dir的一条射线
Ray ray &＃61; new Ray (startPos, dir);//创建一条从摄像机通过屏幕点的光线。
//得到的光线在世界空间中&＃xff0c;从相机的近平面开始&＃xff0c;经过屏幕上的(x,y)像素坐标(位置)。z是忽略。
Ray camerRay &＃61; Camera.main.ScreenPointToRay (Input.mousePosition);


RaycastHit : 用于存储发射射线后产生的碰撞信息。

常用的成员变量如下&＃xff1a;

• collider 与射线发生碰撞的碰撞器
• distance 从射线起点到射线与碰撞器的交点的距离
• normal 射线射入平面的法向量
• point 世界空间中射线与碰撞体的交点的坐标&＃xff08;Vector3对象&＃xff09;

具体的可以参考官方文档

二&＃xff1a;线性投射

1.Raycast :

从起点开始&＃xff0c;向最大距离的方向发射一条射线&＃xff0c;进行碰撞检测&＃xff0c;但是仅能检测到第一个被射线碰撞的物体。
可以选择提供一个 LayerMask 来过滤掉不需要的碰撞&＃xff0c;结合RaycastHit可以获取到碰撞信息。

定义&＃xff1a;

public static bool Raycast(Vector3 origin, Vector3 direction, out RaycastHit hitInfo, float maxDistance, int layerMask);


有多个重载方法&＃xff0c;具体参考官方文档

示例代码&＃xff1a;

Ray ray &＃61; new Ray (startPos, dir);
RaycastHit hit;
Physics.Raycast(ray,out hit,distance);
//或者
Physics.Raycast(startPos,dir,out hit,distance);
Physics.Raycast(ray,out hit,distance,LayerMask.GetMask("ball"));


如图&＃xff1a;

ps: 对于射线的调试可以用 Debug.DrawRay() 或者 Gizmos 来绘制射线&＃xff0c;方便调试。
如&＃xff1a;Debug.DrawRay(startPos,dir,Color.red);

2.RaycastAll :

用法和Raycast差不多&＃xff0c;区别在于可检测射线路径上的所有物体&＃xff0c;返回一个RaycastHit[ ]。
示例代码&＃xff1a;

//检测所有
RaycastHit[] hits &＃61; Physics.RaycastAll(ray,distance);
RaycastHit[] hits &＃61; Physics.RaycastAll(ray,distance,LayerMask.GetMask("ball"));


3.Linecast:

如果有任何碰撞器与start和end之间的直线相交&＃xff0c;返回true&＃xff0c;否则false
示例代码&＃xff1a;

//两点检测: 如果有任何碰撞器与start和end之间的直线相交&＃xff0c;返回true&＃xff0c;否则false
bool isCrash &＃61; Physics.Linecast(startPos,endPos);
bool isCrash &＃61; Physics.Linecast(startPos,endPos,LayerMask.GetMask("ball"));


三&＃xff1a;体型投射

1.BoxCast 立方体投射:

将方框沿射线投射&＃xff0c;进行立方体范围碰撞检测&＃xff0c;返回一个bool值。
和Raycast 一样只能检测第一个。&＃xff08;ps : BoxCastAll 检测所有, 用法和BoxCast类似&＃xff09;

定义&＃xff1a;以center为中心创建一个大小为halfExtents的立方体线框&＃xff0c;向direction方向发射&＃xff0c;最大距离为maxDistance&＃xff0c;根据layerMask过滤碰撞体&＃xff0c;并且通过queryTriggerInteraction指定此查询是否应触发触发器&＃xff0c;hitInfo接收碰撞信息

//以center为中心创建一个半径大小为halfExtents的立方体线框&＃xff0c;向direction方向发射&＃xff0c;最大距离为maxDistance&＃xff0c;根据layerMask过滤碰撞体&＃xff0c;并且通过queryTriggerInteraction指定此查询是否应触发触发器&＃xff0c;hitInfo接收碰撞信息
public static bool BoxCast(Vector3 center, Vector3 halfExtents, Vector3 direction, out RaycastHit hitInfo, [Internal.DefaultValue("Quaternion.identity")] Quaternion orientation, [Internal.DefaultValue("Mathf.Infinity")] float maxDistance, [Internal.DefaultValue("DefaultRaycastLayers")] int layerMask, [Internal.DefaultValue("QueryTriggerInteraction.UseGlobal")] QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction);

示例代码&＃xff1a;

Ray ray &＃61; new Ray (startPos, dir);
RaycastHit hit;
bool isCrash &＃61; Physics.BoxCast(startPos,transform.localScale/2,dir,out hit);
bool isCrash &＃61; Physics.BoxCast(startPos,transform.localScale/2,dir,out hit,transform.rotation,distance,LayerMask.GetMask("ball"));


如图&＃xff1a;

2.SphereCast 球体投射&＃xff1a;

和立方体投射类似&＃xff0c;范围为球体&＃xff0c;返回一个bool值&＃xff0c;单一检查。(SphereCastAll:检测所有,返回RaycastHit[])
定义&＃xff1a;以origin为中心创建一个半径为radius的球体线框&＃xff0c;向direction方向发射&＃xff0c;最大距离为maxDistance&＃xff0c;根据layerMask过滤碰撞体&＃xff0c;并且通过queryTriggerInteraction指定此查询是否应触发触发器。

public static bool SphereCast(Vector3 origin, float radius, Vector3 direction, out RaycastHit hitInfo, [Internal.DefaultValue("Mathf.Infinity")] float maxDistance, [Internal.DefaultValue("DefaultRaycastLayers")] int layerMask, [Internal.DefaultValue("QueryTriggerInteraction.UseGlobal")] QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction);


示例代码&＃xff1a;

Ray ray &＃61; new Ray (startPos, dir);
RaycastHit hit;
bool isHit &＃61; Physics.SphereCast (startPos, transform.localScale.x/2, dir, out hit, m_MaxDistance);


演示&＃xff1a;

3.CapsuleCast 胶囊体投射&＃xff1a;

和上面两种类似&＃xff0c;检测范围为胶囊体&＃xff0c;返回一个bool值&＃xff0c;单一检查。(CapsuleCastAll:检测所有,返回RaycastHit[])
定义&＃xff1a;point1胶囊体顶端的球体中心&＃xff0c;point2胶囊体末端的球体中心&＃xff0c;半径为radius&＃xff0c;向direction方向发射&＃xff0c;最大距离为maxDistance&＃xff0c;根据layerMask过滤碰撞体&＃xff0c;并且通过queryTriggerInteraction指定此查询是否应触发触发器。

public static bool CapsuleCast(Vector3 point1, Vector3 point2, float radius, Vector3 direction, out RaycastHit hitInfo, [Internal.DefaultValue("Mathf.Infinity")] float maxDistance, [Internal.DefaultValue("DefaultRaycastLayers")] int layerMask, [Internal.DefaultValue("QueryTriggerInteraction.UseGlobal")] QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction);

示例代码&＃xff1a;

RaycastHit hit;
bool isHit &＃61; Physics.CapsuleCast(point1, point2,radius, direction, out hit, maxDistance, layerMask, queryTriggerInteraction);

四&＃xff1a;相交检测

注意&＃xff1a;"相交检测” 每个方法都有对应的 “无内存分配” 方法&＃xff0c;每次调用该方法时都是读取缓存&＃xff0c;不会重新分配内存&＃xff0c;也就是说不会产生过多的内存垃圾。实际应用中也尽量采用“无内存分配”方法&＃xff0c;可以提高一定性能。

比如&＃xff1a;
OverlapBox 对应的 “无内存分配” 方法&＃xff1a;OverlapBoxNonAlloc
OverlapSphere 对应的 “无内存分配” 方法&＃xff1a;OverlapSphereNonAlloc
OverlapCapsule 对应的 “无内存分配” 方法&＃xff1a;OverlapCapsuleNonAlloc

这些用法区别不大&＃xff0c;详情可以查看官网

1.OverlapBox 相交立方体&＃xff1a;

用于检测与立方体碰撞的所有collider信息。

**定义&＃xff1a;以center为中心创建一个半径为halfExtents的正立方体&＃xff0c;通过layerMask过滤不需要的collider。返回一个collider集合 Collider[] **

public static Collider[] OverlapBox(Vector3 center, Vector3 halfExtents, Quaternion orientation, int layerMask);


演示&＃xff1a;

2.OverlapSphere 相交球&＃xff1a;

用于检测与球体碰撞的所有collider信息。

**定义&＃xff1a;以center为中心创建一个半径为radius的球体&＃xff0c;通过layerMask过滤不需要的collider。返回一个collider集合 Collider[] **

public static Collider[] OverlapSphere(Vector3 position, float radius, [Internal.DefaultValue("AllLayers")] int layerMask, [Internal.DefaultValue("QueryTriggerInteraction.UseGlobal")] QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction);


3.OverlapCapsule 相交胶囊体&＃xff1a;

用于检测与胶囊体碰撞的所有collider信息。
和以上类似

定义&＃xff1a;

public static int OverlapCapsuleNonAlloc(Vector3 point0, Vector3 point1, float radius, Collider[] results, [Internal.DefaultValue("AllLayers")] int layerMask, [Internal.DefaultValue("QueryTriggerInteraction.UseGlobal")] QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction);


五&＃xff1a;校验检测

和相交检测类似&＃xff0c;区别在于该类型方法 校验是否发生了碰撞 &＃xff0c;返回的是bool值&＃xff0c;而不是碰撞体信息集合&＃xff0c;相对于性能较好。&＃xff08;ps&＃xff1a;也会校验自身的collider&＃xff09;

1.CheckBox 校验立方体&＃xff1a;

校验该立方体是否与其他collider重叠。返回bool值

定义&＃xff1a;

public static bool CheckBox(Vector3 center, Vector3 halfExtents, Quaternion orientation &＃61; Quaternion.identity, int layermask &＃61; DefaultRaycastLayers, QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction &＃61; QueryTriggerInteraction.UseGlobal);


2.CheckSphere 校验球&＃xff1a;

校验该球是否与其他collider重叠。返回bool值

定义&＃xff1a;

public static bool CheckSphere(Vector3 position, float radius, int layerMask &＃61; DefaultRaycastLayers, QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction &＃61; QueryTriggerInteraction.UseGlobal);


3.CheckCapsule 校验胶囊体&＃xff1a;

校验该立方体是否与其他collider重叠。返回bool值

定义&＃xff1a;

public static bool CheckCapsule(Vector3 start, Vector3 end, float radius, int layerMask &＃61; DefaultRaycastLayers, QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction &＃61; QueryTriggerInteraction.UseGlobal);


IgnoreCollision 忽略碰撞&＃xff1a;

使碰撞检测系统忽略collider1和collider2之间的所有碰撞。
这对于防止投射物与发射它们的物体发生碰撞是很有用的。

public static void IgnoreCollision(Collider collider1, Collider collider2, bool ignore &＃61; true);


六&＃xff1a;调试技巧&＃xff1a;

一般有两种方法&＃xff1a;

1.Debug.DrawRay&＃xff1a;绘制一条射线。
示例&＃xff1a;

//start:起点&＃xff0c;dir:射线的方向和长度, red:颜色
Debug.DrawRay(start,dir,Color.red);


2. Gizmos&＃xff1a;用于在场景视图中提供可视化调试或设置帮助。&＃xff08;以上的演示动态图就是通过该方法绘制的&＃xff09;

示例&＃xff1a;

void OnDrawGizmos () {//设置颜色Gizmos.color &＃61; Color.red;//绘制射线Gizmos.DrawRay (transform.position, transform.forward * distance);//绘制立方体线框Gizmos.DrawWireCube (transform.position &＃43; transform.forward * distance, transform.localScale);
}


最后

引用网友HONT的性能测试总结&＃xff1a;

射线和线段的开销非常小&＃xff0c;可以忽略。

性能消耗顺序&＃xff1a;

从投射物来看&＃xff1a; Box 从投射方法来看&＃xff1a; CheckXXX