射线和线段检测
本文将说明如何通过射线和线段对物理世界内的碰撞体进行检测。
射线检测
射线检测是对一条射线和另一个形状进行 相交性判断,如下图所示。
构造射线
射线 ray 由 起点 和 方向 组成,构造一条射线有以下几种比较常见的方法:
通过 起点 + 方向,ray 的构造函数或静态接口
create
:tsimport { geometry } from 'cc'; // 构造一条从(0,-1,0)出发,指向 Y 轴的射线 // 前三个参数是起点,后三个参数是方向 const outRay = new geometry.Ray(0, -1, 0, 0, 1, 0); // 或者通过静态方法 create const outRay2 = geometry.Ray.create(0, -1, 0, 0, 1, 0);
通过 起点 + 射线上的另一点,ray 的静态接口
fromPoints
:tsimport { geometry, math } from "cc"; // 构造一条从原点出发,指向 Z 轴的射线 const outRay = new geometry.Ray(); geometry.Ray.fromPoints(outRay, math.Vec3.ZERO, math.Vec3.UNIT_Z);
用相机构造一条从相机原点到屏幕某点发射出的射线:
tsimport { geometry, Camera } from "cc"; // 以脚本挂载在 Camera 下为例 const camera = this.node.getComponent(Camera); // 获得一条途径屏幕坐标(0,0)发射出的一条射线 const outRay = new geometry.Ray(); camera?.screenPointToRay(0, 0, outRay);
注意:
- 首先需要获取一个相机组件或者相机实例的引用。
- 相机组件和相机实例两者暴露的接口参数顺序不一样。
接口介绍
Cocos Creator 提供了一套基于物理引擎的射线检测功能。
目前接口由 PhysicsSystem 提供,有以下两类:
raycast
: 检测所有的碰撞体,并记录所有被检测到的结果,通过PhysicsSystem.instance.raycastResults
获取。接口返回布尔值,返回true
表示射线是否和碰撞体相交。raycastClosest
:检测所有的碰撞体,并记录与射线距离最短的检测结果,通过PhysicsSystem.instance.raycastClosestResult
获取。同样返回布尔值,表示是否和碰撞体相交。
注意:
- 检测的对象是物理碰撞器,在场景面板上与之对应的是碰撞器组件,例如 BoxCollider。
- 检测结果返回对象是只读并且复用的,每次调用检测接口后会更新相应结果。
基于相机位置和屏幕坐标进行射线检测最近物体的常用示例:
let ray = new geometry.Ray();
this.camera.screenPointToRay(eventMouse.getLocationX(), eventMouse.getLocationY(), ray);
// 以下参数可选
const mask = 0xffffffff;
const maxDistance = 10000000;
const queryTrigger = true;
if (PhysicsSystem.instance.raycastClosest(ray, mask, maxDistance, queryTrigger)) {
const raycastClosestResult = PhysicsSystem.instance.raycastClosestResult;
const hitPoint = raycastClosestResult.hitPoint
const hitNormal = raycastClosestResult.hitNormal;
const collider = raycastClosestResult.collider;
const distance = raycastClosestResult.distance;
}
下列代码演示了如何检测多个物体:
const worldRay = new geometry.Ray(0, -1, 0, 0, 1, 0);
// 以下参数可选
const mask = 0xffffffff;
const maxDistance = 10000000;
const queryTrigger = true;
const bResult = PhysicsSystem.instance.raycast(worldRay, mask, maxDistance, queryTrigger);
if(bResult){
const results = PhysicsSystem.instance.raycastResults;
for (let i = 0; i < results.length; i++) {
const result = results[i];
const collider = result.collider;
const distance = result.distance;
const hitPoint = result.hitPoint;
const hitNormal = result.hitNormal;
}
}
参数说明
worldRay
:世界空间下的射线mask
:用于过滤的 掩码,可以传入需要检测的分组,默认为 0xffffffffmaxDistance
:最大检测距离,默认为 10000000,目前请勿传入Infinity
或Number.MAX_VALUE
queryTrigger
:是否检测触发器
返回结果说明
射线检测的结果由 PhysicsRayResult 进行存储,主要有以下信息:
collider
:击中的碰撞器distance
:击中点与射线起点的距离hitPoint
:击中点(世界坐标系中)hitNormal
:击中点所处面的法线(世界坐标系中)
线段检测
自 v3.7 起,Cocos Creator 支持线段/采样点检测。线段检测分为两个方法 lineStripCast
以及 lineStripCastClosest
。
接口描述
该方法内部由 raycast
实现,通过定义 samplePointsWorldSpace
参数可以很方便的检测曲线是否有击中其他碰撞体。
lineStripCast (samplePointsWorldSpace: Array<Vec3>, mask = 0xffffffff, maxDistance = 10000000, queryTrigger = true): boolean;
lineStripCastClosest (samplePointsWorldSpace: Array<Vec3>, mask = 0xffffffff, maxDistance = 10000000, queryTrigger = true): boolean;
参数说明
samplePointsWorldSpace
:世界空间下的采样点/直线段mask
:用于过滤的 掩码,可以传入需要检测的分组,默认为 0xffffffffmaxDistance
:最大检测距离,默认为 10000000,目前请勿传入Infinity
或Number.MAX_VALUE
queryTrigger
:是否检测触发器
返回结果说明
返回 true 时,表示曲线和碰撞体相交。结果存储在 PhysicsSystem.Instance.lineStripCastResults
以及 PhysicsSystem.Instance.lineStripCastResults
,请参考下文:
使用方法
调用后如果方法返回 true,则可以通过 lineStripCastClosestResult
和 lineStripCastResults
获取检测结果。
if (PhysicsSystem.instance.lineStripCastClosest(sampleArray, ...)) {
const result = PhysicsSystem.instance.lineStripCastClosestResult;
...
}
检测的结果类型为 PhysicsLineStripCastResult
,PhysicsLineStripCastResult
继承自 PhysicsRayResult
,属性描述如下:
id
:发生相交时线段的索引collider
:击中的碰撞器distance
:击中点与射线起点的距离hitPoint
:击中点(世界坐标系中)hitNormal
:击中点所处面的法线(世界坐标系中)
lineStripCast
检测的结果是一个 PhysicsLineStripCastResult
类型的数组,属性描述如上所示,代码示例如下:
if (PhysicsSystem.instance.lineStripCast(sampleArray, ... )) {
const results = PhysicsSystem.instance.lineStripCastResults;
for (let i = 0; i < results.length; i++) {
const result = results[i];
...
}
}