Unity 中光线投射背后的物理原理

Unity 中的光线投射允许检测场景中光线与游戏对象之间的相交。这是一项重要的技术，经常用于角色视线、射击机制或物体检测。Unity 引擎通过其 物理系统 提供 2D 和 3D 光线投射。本教程涵盖了两个维度的光线投射的基础知识，并通过简洁的代码示例来说明这些概念。

1. 光线投射基础知识

• Unity 上下文中的 ray 由起点和方向定义。当这条射线被投射时，它会沿其方向“行进”，检测与其相交的任何对象。

2D 光线投射：

Vector2 rayOrigin = new Vector2(1, 1);
Vector2 rayDirection = new Vector2(1, 0);
float rayLength = 10f;

RaycastHit2D hitInfo = Physics2D.Raycast(rayOrigin, rayDirection, rayLength);

if (hitInfo.collider != null)
{
    Debug.Log("Hit: " + hitInfo.collider.name);
}

3D 光线投射：

Vector3 rayOrigin = new Vector3(1, 1, 1);
Vector3 rayDirection = new Vector3(1, 0, 0);
float rayLength = 10f;

RaycastHit hitInfo;
bool hasHit = Physics.Raycast(rayOrigin, rayDirection, out hitInfo, rayLength);

if (hasHit)
{
    Debug.Log("Hit: " + hitInfo.collider.name);
}

2. 深入探讨：结构 'RaycastHit'

• 当光线投射成功检测一个对象时，它会返回结构中的信息。对于 2D，它是 'RaycastHit2D'，对于 3D，它是 'RaycastHit'。

常见属性包括：

• 'collider'：射线击中的对撞机。
• 'point'：世界中光线撞击对撞机表面的点。
• 'distance'：从射线原点到生命点的距离。

3. 图层蒙版：过滤光线投射结果

• 通常有必要限制射线可以击中的物体。Unity 为此提供了图层蒙版。

2D 实施：

int layerMask = 1 << 8;  // Assuming objects to be hit are on layer 8
RaycastHit2D hitInfo = Physics2D.Raycast(rayOrigin, rayDirection, rayLength, layerMask);

3D 实施：

int layerMask = 1 << 8;  // Assuming objects to be hit are on layer 8
bool hasHit = Physics.Raycast(rayOrigin, rayDirection, out hitInfo, rayLength, layerMask);

需要解决的问题：

1. Unity 中的 2D 和 3D 光线投射有什么区别？：虽然核心概念保持不变，但 2D 光线投射返回 'RaycastHit2D' 结构并利用 'Physics2D' 类，而 3D 光线投射返回 'RaycastHit' 结构并利用 'Physics' 类。
2. 为什么要使用带有光线投射的图层蒙版？：图层蒙版允许过滤光线投射结果。这确保了射线仅与特定层交互，从而提供对射线可以检测到的内容的精细控制。
3. 如何动态确定射线的起点？：通常，射线的原点与摄像机或角色的位置对齐。这种动态分配可以使用 'Camera.main.transform.position' 作为相机位置或 'gameObject.transform.position' 作为游戏对象的位置来实现。

结论

通过了解 Unity 中的光线投射，可以有效地实现物体检测、射击和视线等游戏机制。请记住，在 Unity 引擎 中工作时，要明智地使用图层蒙版来微调光线交互，并始终注意维度上下文（2D 与 3D）。