UnityVR--组件4--Ray/Raycast/Linecast/OverlapSphere

news2024/12/23 14:50:23

Ray/Raycast/Linecast//OverlapSphere简介

Ray类

Physics.Raycast方法

应用1：实现鼠标点击出射线并检测物体

应用2：实现鼠标点击拖拽物体

Physics.Linecast和Physics.OverlapSphere

应用3：进入范围时触发攻击

Ray/Raycast/Linecast//OverlapSphere简介

射线(Ray类)在三维世界中从一个点沿一个方向发射的一条无限长的线，它的主要应用，例如：

1. 在之前的文章unity oculus手柄射线中，使用从手柄射出的射线去点击VR中的UI按钮；

2. 在普通3D游戏中，用鼠标或触摸的方式去拖拽、点击物体（构建一条从屏幕向物体的射线）；

3. 其他：射击中的瞄准器、从某一物体出发划出一个范围、等等……

Raycast是物理系统中的一个方法，是用射线的形式检测在射线通过的道路上是否有碰撞体存在，就像以前做过的激光门伤害小游戏一样。同样类型的还有RaycastAll

Linecast和OverlapSphere是物理系统中的线性检测和球型检测，检测在线性或球形范围内是否有碰撞体，Linecast返回布尔值，OverlapSphere返回一个数组。

Ray类

射线的两个重要参数就是起点（origin）和方向（direction）。Ray类的带参构造是public Ray(Vector3 origin, Vector3 direction) ，也就是我们在创建一条射线时需要传起点和方向两个参数。另外，这个类中只有一个方法GetPoint()，用于返回一个射线上的点。方法定义如下：

public Ray(Vector3 origin, Vector3 direction)
        {
            m_Origin = origin;
            m_Direction = direction.normalized;
        }

public Vector3 GetPoint(float distance)
        {
            return m_Origin + m_Direction * distance;
        }

Physics.Raycast方法

作用：在场景中发射一条射线，检测其是否与碰撞器碰撞。

定义：（居然有15个重载）语法如下

public static bool Raycast(Ray ray)

public static bool Raycast(Vector3 origin, Vector3 direction)

public static bool Raycast(Ray ray, out RaycastHit hitInfo, float maxDistance)

//激光门中用过：
public static bool Raycast(Vector3 origin, Vector3 direction, out RaycastHit hitInfo, float maxDistance, int layerMask)

重要参数说明：

参数	作用
origin	射线起点坐标（世界），Vector3
direction	射线方向，Vector3
distance	射线长度，float
layermask	选定的检测层（其他层不检测），int
hitInfo	检测到的第一个对象信息，RaycastHit类

其中的hitInfo参数是RaycastHit类，用于存储被检测到的第一个对象的信息，包括：transform、rigidbody、collider、distance（从射线起点到与碰撞对象的交点的距离）、point（交点的坐标）、normal（射线入平面的法向量）

Physics.Line

应用1：实现鼠标点击出射线并检测物体

在应用中，我们经常会有用鼠标或者手柄去点击并拾取物体的需求，那就需要从屏幕（也就是Camera）或者手柄的位置发出一条射线到物体。下面就设置了捕捉鼠标左键的点击，并从主camera发射一条射线，方向是鼠标点击的位置，再用RaycastHit检测是否射到了敌人（敌人加入Enemy层）。update()中的代码如下：

Update()
{
  if(Input.GetMouseButtonDown(0))
  {//如果有鼠标左键的点击
     //定义一个射线ray，设置射线从主摄像机到鼠标位置
     Ray ray=Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
     Tools.DrawLine(transform, ray.origin, ray.direction, Color.white, 0.05f);//用Tools工具中的DrawLine方法将这条线画出来
     //测试Raycast
     Physics.Raycast(ray, out RaycastHit hit, 100, LayerMask.GetMask("Enemy","UI"));
     if(hit.collider != null)
     {
       Debug.LogError("打中敌人了！");
     }
  }
}

效果如下图，可以看到每次射线点到红色敌人时，左下角都会有文字提示。

应用2：实现鼠标点击拖拽物体

实现过程：

第一步：从Camera向鼠标点击方向做一条射线（和应用1一样）;

第二步：射线检测被拖拽物体；修改一下上面的Update()

private Transform clicked; //被鼠标点击的物体
void Update()
    {
        if(Input.GetMouseButtonDown(0))
        {//鼠标左键点击，产生一条射线
            //测试Ray，设置射线从主摄像机到鼠标位置
            ray=Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
            Physics.Raycast(ray, out RaycastHit hit, 100, LayerMask.GetMask("object"));
            //这里检测object层
            if(hit.collider != null)
            {
                clicked = hit.transform;  //射线检测到的物体之后被鼠标拖拽
            }
        }
        if(Input.GetMouseButton(0))
        {//如果收到鼠标左键持续点击，实现拖拽物体
            if(clicked!= null)
            {
                Vector3 pos=Tools.MouseToWorld(clicked.position);//第三步实现的方法
                clicked.position=new Vector3(pos.x,clicked.position.y,pos.z);
                //物体高度（y)不变
            }
        }
        if(Input.GetMouseButtonUp(0))
        {//如果鼠标左键抬起，释放物体
            clicked= null;
        }
    }

第三步：如果检测到鼠标左键持续点击，则将鼠标位置转化成三维空间位置赋给物体；

*注：应用2重点是鼠标位置转换，鼠标的点击位置是一个二维的屏幕位置，需要将之转换为三维空间的位置，这是一个需要经常用到的转换，可以将这个方法放入Tools.cs工具集中。以下就是转换的代码，看似转来转去非常复杂，可以参照文章Unity Camera的ScreenToWorldpoint API的实现了解原理。

    //在Tools工具集中加入一个鼠标坐标转换的工具
    //将鼠标在屏幕上点击的二维坐标转换为空间三维坐标
    public static Vector3 MouseToWorld(Vector3 target)
    {//需要传入一个被点击物体的位置，因为鼠标的坐标原本只有XY，没有Z轴
        //将target的世界坐标转换为屏幕坐标
        Vector3 targetScreen=Camera.main.WorldToScreenPoint(target);
        //将鼠标在屏幕上的XY位置加上target的z位置，得到鼠标的屏幕位置
        Vector3 curseScreenPos=new Vector3(Input.mousePosition.x, Input.mousePosition.y, targetScreen.z);
        //最后将鼠标屏幕位置转为世界位置
        Vector3 curseWorldPos=Camera.main.ScreenToWorldPoint(curseScreenPos);
        return curseWorldPos;
    }

效果如下：

Physics.Linecast和Physics.OverlapSphere

这两个API都是在线性或球形范围中检测碰撞体，Linecast可以用于射击游戏，而OverlapSphere之前在小游戏坦克对战中使用过。它们的语法如下：

//线性检测
public static bool Linecast(Vector3 start, Vector3 end, out RaycastHit hitInfo)

public static bool Linecast(Vector3 start, Vector3 end, int layerMask)

//球形检测，返回一个数组，列出所有被检测到的碰撞器
public static Collider[] OverlapSphere(Vector3 position, float radius)

public static Collider[] OverlapSphere(Vector3 position, float radius, int layerMask)

应用3：进入范围时触发攻击

简单做一个类似与以前做过的“坦克对战”效果。新建一个挂在主角Hero上的脚本OverlapSphere.cs

public class OverlapSphere : MonoBehaviour
{
    private Collider[] colliders;
    private GameObject bullet;

    void Update()
    {
        colliders=Physics.OverlapSphere(transform.position, 2, LayerMask.GetMask("Enemy"));
        //设定圆心、半径、检测层
        foreach(var collider in colliders)
        {
            bullet = Resload.Instance.LoadPrefab("Bullet");//加载子弹
            bullet.transform.position = transform.position;
            bullet.transform.LookAt(collider.transform);
        }
    }
}

效果如下：