Unity手册—碰撞检测相关汇总

晚间天使 · 发表于 2024-7-15 18:27

本文汇总了用于碰撞检测的方式和设置
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碰撞组件

刚体

两物体若要发生碰撞事件，则两物体必需都带有碰撞体 Collider 组件且运动的物体带有刚体 Rigidbody 组件
以下为 Rigidbody 2D 或 Rigidbody Inspector 上的部门参数说明

BodyType - 刚体类型，决定刚体的移动旋转和碰撞方式，不要在运行时改削
- Dynamic - 动态类型，该类型物体依据物理模拟移动，与所有 Rigidbody2D 碰撞，最消耗性能，不要使用 Transform 设置刚体的 Position 和 Rotation
- Kinematic - 运动学类型，该类型物体依据物理模拟移动但不受力的感化，仅与动态类型刚体碰撞，比动态类型节约性能，通过 Rigidbody2D.MovePosition 或 Rigidbody2D.MoveRotation 控制空间状态
- Static - 静态类型，不依据物理模拟移动，仅与动态类型刚体碰撞
Material - 物理材质
Simulated - 模拟选项
Collision Detection - 碰撞器检测，3D Collider 仅 Sphere、Capsule 和 Box 撑持持续检测
- Discrete - 离散检测，仅在每个 FixUpdate 时机检测
- Continuous - 持续检测，持续检测碰撞，可避免碰撞体重叠或穿过，适用于被高速移动物体碰撞的物体，更消耗性能
- Continuous Dynamic - 持续动态检测，适用快速移动物体，更消耗性能
- Continuous Speculative - 持续猜测检测，比以上两种持续检测更节约性能，且可用于 Kinematic 物体，措置角度运动更有优势，但依然有可能穿过高速移动物体

API

Rigidbody2D 还有配合碰撞体使用的 API

Cast
- 以当前刚体上所有碰撞的体形状做投影，获取所有碰撞成果
ClosestPoint
- 获取当前刚体上所有碰撞体周边距指定点比来的点
Distance
- 获取当前刚体上所有碰撞体与指定碰撞体的比来距离
GetContacts
- 获取当前刚体上所有碰撞体与其他碰撞体的接触点
IsTouching
- 指定碰撞体是否与刚体上任一碰撞体接触
IsTouchingLayers
- 指定 LayerMask 是否与刚体上任一碰撞体接触
OverlapCollider
- 获取与刚体上碰撞体重叠的碰撞体
OverlapPoint
- 指定点是否与刚体上碰撞体重叠

碰撞器和触发器

最常用的碰撞检测方式为 GameObject 添加碰撞器 Collider 组件或勾选 Collider 中的 Is Trigger选项将碰撞器设为触发器
碰撞事件也会发送给禁用的 MonoBehavior 对象
Collider2D

2D 碰撞器组件有以下六种

BoxCollider2D
CapsuleCollider2D
CircleCollider2D
CompositeCollider2D
EdgeCollider2D
PolygonCollider2D
TilemapCollider2D

生命周期碰撞事件回调

MonoBehaviour.OnCollisionEnter2D(Collider2D)
MonoBehaviour.OnCollisionStay2D(Collider2D)
MonoBehaviour.OnCollisionExit2D(Collider2D)
MonoBehaviour.OnTriggerEnter2D(Collider2D)
MonoBehaviour.OnTriggerStay2D(Collider2D)
MonoBehaviour.OnTriggerExit2D(Collider2D)

其他方式

Cast
- 依据当前 Collider2D 的形状向指定标的目的和距离做投影，返回投影路径上碰撞成果
ClosestPoint
- 找到当前 Collider2D 周边距离指定点比来的位置
Distance
- 计算两 Collider2D 最短距离
GetContacts
- 获取当前碰撞体所有接触点
IsTouching
- 当前是否碰撞指定 Collider2D
IsTouchingLayers
- 当前是否碰撞指定 LayerMask
OverlapCollider
- 获取当前 Collider2D 所有重叠的 Collider2D，可添加 LayerMask、Z 轴深度等筛选条件
OverlapPoint
- 判断当前 Collider2D 是否与指定二维点重叠
Raycast
- 由当前Collider2D 位置发射出一条指定标的目的和距离的射线，返回射线碰撞成果（不包含自身），可添加 LayerMask、Z 轴深度等筛选条件

Collider

Collider 方式与 Collider2D 基本不异
3D 碰撞器组件有以下几种：

BoxCollider
CapsuleCollider
MeshCollider
SphereCollider
TerrainCollider
WheelCollider

生命周期碰撞事件回调

MonoBehaviour.OnCollisionEnter(Collider)
MonoBehaviour.OnCollisionStay(Collider)
MonoBehaviour.OnCollisionExit(Collider)
MonoBehaviour.OnTriggerEnter(Collider)
MonoBehaviour.OnTriggerStay(Collider)
MonoBehaviour.OnTriggerExit(Collider)

物理材质

物理材质 Physic Material 用于设置碰撞体摩擦力和弹力

Dynamic Friction - 动摩擦力
- 范围 0-1
Static Friction - 静摩擦力
- 范围 0-1
Bounciness - 弹性
- 范围 0-1
Friction Combine - 碰撞摩擦力混合方式
- Maximum - 取两碰撞物体摩擦力最大值
- Multiply - 取两碰撞物体摩擦力乘积
- Minimum - 取两碰撞物体摩擦力最小值
- Average - 取两碰撞物体摩擦力平均值
Bounce Combine
- 同 Friction Combine

其他 API

代码做碰撞检测的方式有很多种，主要分为形状投影，射线投影，形状重叠
Physics2D

官方接口文档
Physics2D 还提供许多静态接口用来判断物理碰撞

BoxCast
- 另有BoxCastAll 和 BoxCastNonAlloc，投影一个盒形，返回一个或多个碰撞成果
CapsuleCast
- 另有CapsuleCastAll 和 CapsuleCastNonAlloc，投影一个胶囊形，返回一个或多个碰撞成果
CircleCast
- 另有CircleCastAll 和 CircleCastNonAlloc，投影一个圆形，返回一个或多个碰撞成果
ClosestPoint
- 返回指定碰撞体周边距指定点比来的点
Distance
- 计算两碰撞体比来距离
GetContacts
- 获取指定碰撞体所有接触的碰撞体
GetRayIntersection
- 另有GetRayIntersectionAll 和 GetRayIntersectionNonAlloc，投射一条 3D 射线，返回一个或多个碰撞成果
IgnoreCollision
- 使物理系统忽略两碰撞体之间碰撞和触发效果
IgnoreLayerCollision
- 使物理系统忽略两 Layer 之间碰撞效果
IsTouching
- 判断两个碰撞体是否接触
IsTouchingLayers
- 判断指定碰撞体是否与指定层 LayerMask 的物体接触
Linecast
- 另有LinecastAll 和 LinecastNonAlloc，投射一条线段，返回一个或多个碰撞成果
OverlapArea
- 另有OverlapAreaAll 和 OverlapAreaNonAlloc，获取一个或多个与指定对角两点确定的矩形区域重叠的碰撞体
OverlapBox
- 另有OverlapBoxAll 和 OverlapBoxNonAlloc，获取一个或多个与指定盒形区域重叠的碰撞体
OverlapCapsule
- 另有OverlapCapsuleAll 和 OverlapCapsuleNonAlloc，获取一个或多个与指定胶囊形区域重叠的碰撞体
OverlapCircle
- 另有OverlapCircleAll 和 OverlapCircleNonAlloc，获取一个或多个与指定圆形区域重叠的碰撞体
OverlapCollider
- 获取与指定碰撞体重叠的碰撞体
OverlapPoint
- 另有OverlapPointAll 和 OverlapPointNonAlloc，获取一个或多个与指定点重叠的碰撞体
Raycast
- 另有 RaycastAll和RaycastNonAlloc，投射一条射线，返回一个或多个碰撞成果

Physics

官方接口文档
Physics 接口与 Physics2D 接口大致不异，另有如下几个接口

CheckBox
- 是否有碰撞体与指定盒体区域与重叠
CheckCapsule
- 是否有碰撞体与指定胶囊体区域与重叠
CheckSphere
- 是否有碰撞体与指定球体区域与重叠
ClosestPoint
- 获取指定碰撞体上与指定坐标比来的点
SphereCast
- 另有 SphereCastAll和SphereCastNonAlloc，延指定射线投射一个指定半径的球体，返回一个或多个球体碰撞成果

Ray

许多碰撞可用 Raycast 检测，创建射线的方式除 Ray 本身的构造方式以外，还可由相机发生

Camera.ScreenPointToRay(Vector3)
Camera.ViewportPointToRay(Vector3)

Physics Setting

除经常使用的物理系统和 API 外，还可在Editor > Project Settings > Physics(2D)中设置一些 3D/2D 物理系统参数
Physics 2D Settings

Default Material
- 默认物理材质
Velocity Threshold
- 速度阈值，对相对速度低于该值的弹性碰撞会被措置为非弹性碰撞
Baumgarte Scale
- Baumgarte 比例，决定 Unity 措置碰撞重叠的速度
Default Contact Offset
- 触发接触距离的近似值，当碰撞体小于该值时，则触发碰撞，该值过小会减弱Unity计算多边形碰撞的能力，过大会造成假的顶点碰撞
Queries Hit Triggers
- 使触发器响应物理检索系统，如 Linecasts、Raycasts 等，默认开启
Queries Start In Colliders
- 物理检索系统检索其开始的碰撞体
Layer Collision Matrix
- 碰撞矩阵，决定哪些层之间可碰撞

Physics Settings

除包含上述设置外，3D 还有如下碰撞相关设置

Bounce Threshold
- 速度阈值，对相对速度低于该值的弹性碰撞会被措置为非弹性碰撞
Queries Hit Backfaces
- 使物理检索系统检测网格碰撞器的三角形背面，默认封锁
Contacts Generation
- 接触发生方式，分 SAT(Legacy) 和 PCM 两种，Unity 5.5以前使用 SAT；PCM 则更有效率，发生稍有分歧的反弹和减少了不必要的接触缓存，默认为 PCM
Contact Pairs Mode
- Default Contact Pairs - 接收除 kinematic-kinematic 和 kinematic-static 外的所有碰撞器触发器事件
- Enable Kinematic Kinematic Pairs - 接收 kinematic-kinematic 的碰撞和触发器事件
- Enable Kinematic Static Pairs - 接收 kinematic-static 的碰撞和触发器事件
- Enable All Contact Pairs - 接收所有碰撞器触发器事件
Enable Unified Heightmaps
- 使用与措置网格（Mesh）碰撞不异的方式措置地形（Terrain）碰撞
Cloth Inter-Collision - 布碰撞
- Distance - 定义每个布片的碰撞半径，避免过大导致发抖
- Stiffness - 定义布片间的刚性

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