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  • 最近做动态地形生成的时候,发现碰撞检测无效,于是查阅了相关资料,大体上把unity的检测流程弄清楚了 碰撞检测,就是检测两个物体是否相交,如果物体非常规则,比如球体,直接检测圆心距离是否小于半径和即可,计算...

    总是碰到关于碰撞的问题,今天实在忍不住了,来把它搞懂,不然听到八叉树,BSP什么的就怕可不行。
    转自:http://www.manew.com/thread-102595-1-1.html

    碰撞机制

    最近做动态地形生成的时候,发现碰撞检测无效,于是查阅了相关资料,大体上把unity的检测流程弄清楚了
    碰撞检测,就是检测两个物体是否相交,如果物体非常规则,比如球体,直接检测圆心距离是否小于半径和即可,计算量十分小,但是,如果物体不规则,比如一个角色,进行十分细致的碰撞检测就会变的十分困难,这时候,我们一般会用简单几何体去逼近复杂网格
    在这里插入图片描述
    如上图所示,我用4个圆去逼近一个多边形,注意,下层圆圆心位于根圆到顶点连线上,且圆心位于上层圆边上的,类比到3d空间也是如此,可以用球体去趋近网格,这里需要注意,凹多边形的逼近是难计算的,所以内部会将其拆分成多个凸多边形
    在这里插入图片描述
    现在,假如有两个物体,那么,我们只需要检测这两个物体是否相交即可,如果有3个物体a,b,c ,那么,我们要比较ab ac bc,如果有四个物体abcd,我们要比较ab ac ad bc bd cd,可见,有n个物体,我们要比较(n-1)+(n-2)……+(1)次,如果物体相当多,那么比较次数也会及其可怕
    为了解决这个问题,unity里使用了**空间划分技术,**目前主流的划分技术有BSP,BHV,八叉树,四叉树
    这几种算法都用到了树结构,下面分别简单介绍一下

    BSP

    BSP:BSP是一个二叉树结构,首先选定一个面作为根节点(一般会选两侧物体数量大致相同的面),然后遍历物体,如果物体在此面正面,将其加入到左子节点,如果在反面,加入到右子节点,如果和此面相交,加入左右两个子节点,之后,将左右子节点作为新的根节点进行递归
    构建完成后,在检测时,只要检测同一叶子节点的所有物体就行了
    在这里插入图片描述
    这里注意,检测物体位于哪面一般使用长方体来进行近似的,大家用unity的时候可能也注意到,gameobject有width和height两个属性,这两个属性很可能是用来进行划分的

    BHV

    BHV:将相邻的物体放在一个圆内,检测时只要检测同一个圆内的
    在这里插入图片描述

    八叉树,四叉树

    在这里插入图片描述
    这两个其实原理相同,上面是四叉树,类比到3d空间就是八叉树

    这时,我们可以发现,如果碰撞体位移了,或者碰撞网格改变了,树的结构也会随之变化,这里我猜测,unity内部会有静态和动态两种树,静态树时预先计算好的,而动态树则会在有物体位移时重新计算,而动态树很可能也有相关优化,比如子物体多的物体会单独维护一个树,再将其作为动态树的子树
    而这里有个问题,物体位移时树是会改变的,碰撞不会出现问题。但碰撞网格在运行时改变的话,碰撞会失效,如果我们动态生成一个物体,为其加入网格碰撞器,那么,它仍然不会有碰撞检测,可能是由于树没有更新,也有可能逼近算法没有执行,解决办法是,生成物体后,调用Setactive(false),然后Setactive(true)
    在OnEnable里,会调用函数生成对网格进行碰撞检测所需的信息
    在这里插入图片描述

    接下来说一下连续碰撞检测的问题,上图说明了不同collisiondectection的物体是否进行连续检测
    连续检测算法大概有下面几种,
    一,比如说某物体的位移随时间变化为y=vt
    unity里每次检测相隔0.02s,那么,假如上帧时间为0,这帧时间为0.02,引擎可以将0.002,0.004,0.006……0.018,0.02分别带入方程,只要有一个检测到就说明有碰撞,但是unity里用的并不是这一种
    二,计算量最小,从此帧到上帧的位置连一条线,检测这条线有没有碰撞检测
    三,unity里很可能就是这种,因为文档里说,连续检测只适用于内置的
    在这里插入图片描述
    此方法将物体的轨迹视为一个碰撞体进行检测,比如
    在这里插入图片描述
    将球体的轨迹近似为一个胶囊体,然后对胶囊体进行碰撞检测

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  • 通过这个DEMO ,更能检测碰撞事件!方便我们了解!
  • Unity3D碰撞检测的方法

    2020-04-08 22:04:22
    1.需要在碰撞物体上加Collider,如果将collider的isTrigger打上勾的话就可以使用如下方法: private void OnTriggerEnter...if (other.gameObject.tag==“player”) //将检测结果的碰撞对象 标签与player标签对比....

    1.需要在碰撞物体上加Collider,如果将collider的isTrigger打上勾的话就可以使用如下方法:
    private void OnTriggerEnter(Collider other) //检测函数,并将检测的结果放入other变量中.
    {
    if (other.gameObject.tag==“player”) //将检测结果的碰撞对象 标签与player标签对比.判断是否相等
    {
    Debug.Log(“Collide the door”);
    }
    }
    离开碰撞区域的函数如下:
    private void OnTriggerExit(Collider other1)
    {
    if (other1.gameObject.tag==“player”)
    {
    Debug.Log(“exit the mat”);
    }
    }

    如果没有勾选isTrigger的话使用OnCollisionEnter方法
    注意:
    OnCollisionEnter方法必须是在两个碰撞物体都不勾选isTrigger的前提下才能进入,反之只要勾选一个isTrigger那么就能进入OnTriggerEnter方法。
    OnCollisionEnter方法要求碰撞的发起方必须拥有刚体,而被碰撞方有没有刚体并不重要。OnTriggerEnter方法则对此没有要求,只需要碰撞双方有一个具有刚体即可触发。即刚体是一个判断是否实现碰撞的是与否的标志。
    2.射线检测
    ①鼠标发出射线
    Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
    RaycastHit hit;
    if (Physics.Raycast(ray,out hit))
    {
    print(“鼠标点击了屏幕”);
    }
    ②物体发出射线
    Ray myRay = new Ray(transform.position, (transform.position + transform.forward * 3));
    RaycastHit hit; //创建RaycastHit型变量,用于存放射线碰撞信息
    //发设一条射线,myRay距离3长,碰撞到的物体信息存放在hit中,放在下面进行判断。
    if (Physics.Raycast(myRay,out hit,3))
    {
    if (hit.collider.gameObject.tag==“tagDoor”)
    {
    //、、、、、
    }
    }
    }
    3.使用Physics.OverlapBox来判断碰撞
    exp:
    Vector3 modelOrgin1 = model.transform.position;
    Vector3 modelOrigin2 = modelOrgin1 + new Vector3(0, 1, 0);
    Vector3 boxCenter = modelOrigin2 + model.transform.forward * 5.0f;
    Collider[] cols = Physics.OverlapBox(boxCenter, new Vector3(0.5f, 0.5f, 5f), model.transform.rotation, LayerMask.GetMask(isAI?“Player”:“Enemy”));
    if (cols.Length == 0)
    {
    LockProcessA(null,false,false,isAI);
    }
    else
    foreach (var col in cols)
    {
    if (lockTarget != null && lockTarget.obj == col.gameObject)
    {
    LockProcessA(null,false,false,isAI);
    break;
    }
    LockProcessA(new LockTarget(col.gameObject, col.bounds.extents.y),true,true,isAI);
    //loackDot.transform.position = Camera.main.WorldToScreenPoint(lockTarget.transform.position);
    break;
    }
    }
    备注:见官方文档https://docs.unity3d.com/ScriptReference/Physics.OverlapBox.html
    4.取得游戏对象上 CharacterController组件的控制权,再利用碰撞语句检测是否发生碰撞.代码如下:

    bool grounded=false;

    void Upda(){

    CharacterController controller = GetComponent();

    //将游戏物体的运动情况存在变量flags中,以便下面对游戏物体进行检测

    CollisionFlags flags= controller.Move(moveDirection * Time.deltaTime);

        //检测游戏角色碰撞信息flags与CollisionFlags.CollidedSides中存放的信息进行二进制与运算.并将结果返回
    
        /*
         CollisionFlags.CollidedBelow   底部发生了碰撞"flags & CollisionFlags.CollidedBelow"返回1;
         CollisionFlags.CollidedNone    没发生碰撞"flags & CollisonFlags.CollidedNone"返回1;
         CollisionFlags.CollidedSides   四周发生碰撞"flags & CollisionFlags.CollidedSides"返回1;
         CollisionFlags.CollidedAbove   顶端发生了碰撞"flags & CollisionFlags.CollidedAbove"返回1;
         */
        //grounded = (CollisionFlags.CollidedSides & flags) != 0;  //  检测游戏物体四周是否发生碰撞,如发生碰撞,返回true执行下面if语句中的内容;
       //grounded = (CollisionFlags.CollidedBelow & flags) != 0;  //  检测游戏物体四周是否发生碰撞,如发生碰撞,返回true执行下面if语句中的内容;
      grounded = (CollisionFlags.CollidedAbove & flags) != 0;  //  检测游戏物体四周是否发生碰撞,如发生碰撞,返回true执行下面if语句中的内容;
        if (grounded)
        {
            player.GetComponent<Animation>().Play("Default Take");
        }
    

    }

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  • 前两周有位同学看了AABB包围盒效果那篇文章,就来问了下脑血管介入手术碰撞检测算法该怎么实现。 脑血管介入手术VR仿真常用的碰撞检测算法是AABB树,看这篇论文。 AABB树又叫Octree或者BVH(Bounding Volume ...

    引言

    前两周有位同学看了AABB包围盒效果那篇文章,就来问了下脑血管介入手术碰撞检测算法该怎么实现。
    脑血管介入手术VR仿真常用的碰撞检测算法是AABB树,看这篇论文
    AABB树又叫Octree或者BVH(Bounding Volume Hierarchy)。
    大致原理就是把一个模型在最外层用一个大的AABB包裹起来,然后再把这个大的AABB划分为各个次大的AABB,然后再把次大的AABB划分为各个小的AABB。形成树一样的结构,有主干有分支,检测的时候先检测主干如果有碰撞则再检测分支,分支有碰撞则再检测叶节点,这样可以大大提高碰撞检测的效率。(如果不用AABB树,则每次检测都需要遍历所有叶节点才能判断碰撞到哪儿了)
    周末有空就研究了一下,效果如下。

    效果

    AABB树效果
    如图,小球是手术中用到的导丝,蓝色是血管壁。红色框是检测到碰撞的AABB树的主干和分支,黄色是AABB树的叶节点,也就是这个项目里面的血管壁。(在这个项目里面,只有碰撞到血管壁才处理)
    其实用AABB有个很大的缺点是模型不能旋转,旋转后AABB的盒子会变得很大,检测就不精确了,不知为啥论文里面选了这种方法。

    原理

    直接看文章吧,他们讲得很好。

    源码

    放到这儿了,提取码:c1n3。

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  • unity3d碰撞检测之立方体碰撞算法

    千次阅读 2015-08-09 21:05:03
    相信很多做游戏的开发人员都会面临...人物可能会跳到房子上 这时候你需要考虑到Y轴 那么点与面的位置关系就不满足碰撞需求了 我们这时候就需要用圆柱体碰撞 或则 立方体碰撞了 这里我要讲解的就是立方体碰撞检测算法

             相信很多做游戏的开发人员都会面临 物体碰撞检测的问题  一般的手游不需要考虑Y轴 只需要用到简单的 点与面的位置关系 即1点在面内 2 点在面外或则点与线的位置关系1 点在线上 2点在线外,假如要做类似天涯明月刀的端游 人物可能会跳到房子上 这时候你需要考虑到Y轴 那么点与面的位置关系就不满足碰撞需求了 我们这时候就需要用圆柱体碰撞 或则 立方体碰撞了 这里我要讲解的就是立方体碰撞检测的算法

             首先做立方体碰撞检测算法需要哪些条件呢 1 立方体的8个顶点坐标 2 要检测的点坐标

             假如我要做一个英雄普通攻击碰撞 我可以得到英雄的三维坐标 知道英雄的坐标,立方体的8个顶点坐标也随即可以得出了 怪物坐标自然也是已知的 分析到这里 接下来就是实现算法了

             知道了立方体的8个顶点坐标 和怪物坐标

             我们以立方体其中一个顶点作为坐标原点,过原点其中两个顶点分别在另两条坐标轴上 即立方体3个顶点分别在3条轴上 然后将怪物变换位置从世界坐标到坐标原点为Point1  这个时候以新坐标原点立方体的长宽高也形成了一个新的坐标Point2 最后分别比较Point1和Point2, x、y、z即可得出结果 文字分析结束下面上代码

    #region 立方体碰撞
    
        /// <summary>
        /// 立方体碰撞(主角朝向 可对空)使用函数
        /// </summary>
        /// <param name="transform">当前对象</param>
        /// <param name="Point">敌人坐标</param>
        /// <param name="width">立方体宽度</param>
        /// <param name="distance">立方体长度</param>
        /// <param name="hight">立方体高度</param>
        /// <param name="JuLi">当前对象离脚底的距离</param>
        /// <returns>是否在立方体内</returns>
        public static bool Cubecollision(ref Transform Cude, Transform transform, Vector3 Point, float width, float distance, float hight, float JuLi)
        {
            //得出立方体的8个顶点坐标
            Quaternion r = transform.rotation;
            Vector3 DownLeftback = (transform.position + (r * Vector3.left) * width + (r * Vector3.down) * JuLi);
            Vector3 DownRightback = (transform.position + (r * Vector3.right) * width + (r * Vector3.down) * JuLi);
            Vector3 DownLeftforward = DownLeftback + (r * Vector3.forward) * distance;
            Vector3 DownRightforward = DownRightback + (r * Vector3.forward) * distance;
            Vector3 UpLeftback = DownLeftback + (r * Vector3.up) * hight;
            Vector3 UpRightback = DownRightback + (r * Vector3.up) * hight;
            Vector3 UpLeftforward = UpLeftback + (r * Vector3.forward) * distance;
            Vector3 UpRightforward = UpRightback + (r * Vector3.forward) * distance;
            //判断是否在立方体内
            if (Cubedetection(ref Cude, Point, UpLeftforward, UpRightforward,
    UpLeftback, UpRightback, DownLeftforward,
    DownRightforward, DownLeftback, DownRightback))
            {
                return true;
            }
            return false;
        }
    
        /// <summary>
        /// 画线函数测试立方体是否正确
        /// </summary>
        /// <param name="transform"></param>
        /// <param name="Point"></param>
        /// <param name="width"></param>
        /// <param name="distance"></param>
        /// <param name="hight"></param>
        /// <param name="JuLi"></param>
        public static void Cubedrawingline(Transform transform, float width, float distance, float hight, float JuLi)
        {
            Quaternion r = transform.rotation;
            Vector3 Downleftback = (transform.position + (r * Vector3.left) * width + (r * Vector3.down) * JuLi);
            Vector3 DownRightback = (transform.position + (r * Vector3.right) * width + (r * Vector3.down) * JuLi);
            Vector3 DownLeftforward = Downleftback + (r * Vector3.forward) * distance;
            Vector3 DownRightforward = DownRightback + (r * Vector3.forward) * distance;
            Vector3 UpLeftback = Downleftback + (r * Vector3.up) * hight;
            Vector3 UpRightback = DownRightback + (r * Vector3.up) * hight;
            Vector3 UpLeftforward = UpLeftback + (r * Vector3.forward) * distance;
            Vector3 UpRightforward = UpRightback + (r * Vector3.forward) * distance;
            //底面
            Debug.DrawLine(Downleftback, DownRightback);
            Debug.DrawLine(Downleftback, DownLeftforward);
            Debug.DrawLine(DownRightback, DownRightforward);
            Debug.DrawLine(DownLeftforward, DownRightforward);
            //左面
            Debug.DrawLine(Downleftback, UpLeftback);
            Debug.DrawLine(UpLeftback, UpLeftforward);
            Debug.DrawLine(UpLeftforward, DownLeftforward);
            Debug.DrawLine(DownLeftforward, Downleftback);
            //右面
            Debug.DrawLine(DownRightback, UpRightback);
            Debug.DrawLine(UpRightback, UpRightforward);
            Debug.DrawLine(UpRightforward, DownRightforward);
            Debug.DrawLine(DownRightforward, DownRightback);
            //上面
            Debug.DrawLine(UpRightback, UpRightforward);
            Debug.DrawLine(UpLeftback, UpRightback);
            Debug.DrawLine(UpLeftback, UpLeftforward);
            Debug.DrawLine(UpLeftforward, UpRightforward);
            //前面
            Debug.DrawLine(UpLeftforward, UpRightforward);
            Debug.DrawLine(UpLeftforward, DownLeftforward);
            Debug.DrawLine(UpRightforward, DownRightforward);
            Debug.DrawLine(DownLeftforward, DownRightforward);
            //后面
            Debug.DrawLine(UpLeftback, UpRightback);
            Debug.DrawLine(UpLeftback, Downleftback);
            Debug.DrawLine(UpRightback, DownRightback);
            Debug.DrawLine(Downleftback, DownRightback);
        }
    
        /// <summary>
        /// 立方体碰撞检测算法
        /// </summary>
        /// <param name="Cude">Transform 坐标原点 没办法因为要用到InverseTransformPoint函数必须传个Transform进来 为了节约性能用了ref引用传递 </param>
        /// <param name="Point">敌人坐标</param>
        /// <param name="UpLeftforward">立方体上左前坐标</param>
        /// <param name="UpRightforward">立方体上右前坐标</param>
        /// <param name="UpLeftback">立方体上左后坐标</param>
        /// <param name="UpRightback">立方体上右后坐标</param>
        /// <param name="DownLeftforward">立方体下左前坐标</param>
        /// <param name="DownRightforward">立方体下右前坐标</param>
        /// <param name="DownLeftback">立方体下左后坐标</param>
        /// <param name="DownRightback">立方体下右前坐标</param>
        /// <returns>返回是否在立方体内</returns>
        private static bool Cubedetection(ref Transform Cude, Vector3 Point, Vector3 UpLeftforward, Vector3 UpRightforward, Vector3 UpLeftback, Vector3 UpRightback, Vector3 DownLeftforward, Vector3 DownRightforward, Vector3 DownLeftback, Vector3 DownRightback)
        {
            //判断(Cude代表坐标原点)Cude是否为空
            if (Cude == null)
            {
                Cude = GameObject.CreatePrimitive(PrimitiveType.Cube).transform;
                //去掉Mesh使之成为一个空物体
                Destroy(Cude.GetComponent<MeshFilter>());
                Destroy(Cude.GetComponent<BoxCollider>());
                Destroy(Cude.GetComponent<MeshRenderer>());
            }
            //这里以上左后为坐标原点 规定Y轴上方向为正方向 X轴右方向为正 Z轴前方向为正
            Cude.position = UpLeftback;
            //得出以Cude为坐标原点立方体长宽高形成的新坐标x y z
            float x = (UpRightback - UpLeftback).x;
            float y = (DownLeftback - UpLeftback).y;
            float z = (UpLeftforward - UpLeftback).z;
            //转换Point变换位置从世界坐标到Cude自身坐标
            Vector3 m_Point = Cude.InverseTransformPoint(Point);
            //比较x y z大小判断是否在立方体内
            if (m_Point.y >= y && m_Point.y <= 0 && m_Point.x <= x && m_Point.x >= 0 && m_Point.z <= z && m_Point.z >= 0)
            {
                Debug.Log("对方在立方体内");
                return true;
            }
            Debug.Log("对方不在立方体内");
            return false;
        }
        #endregion

     

     

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  • Unity 四叉树QuadTree应用之碰撞检测

    千次阅读 2020-06-09 17:25:56
    目录 1.简介 2.树的结构 3.构造原则 4.重要接口 ...这里只讨论四叉树在二维空间的碰撞检测Unity的实现方式 2.树的结构 public interface IRect { /// <summary> /// 矩形的中心坐标x .
  • 由于unity自带的碰撞组件特别耗费性能,网上的unity物体碰撞的c#代码实现比较少,没有适合的,只能自己写一个来用: 立方体: using System; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; namespace ...
  • 三维物体AABB碰撞检测算法

    万次阅读 2014-12-13 16:42:08
    在Cocos2d-x 3.x版本添加了对3D物体的支持后,3D物体的碰撞检测方法也随之更新,其中一种最简单的碰撞检测方法就是AABB碰撞检测。 1. AABB包围盒  在游戏中,为了简化物体之间的碰撞检测运算,通常会对...
  • 4叉树实现的碰撞检测,只有当需检测的物体足够多时候才能发挥其优势
  • using UnityEngine; using System.Collections; public class CameraController : MonoBehaviour { public Transform target ;...//layer层 //只检测在mask 包含的层里的碰撞体是否会遮挡视线 ...
  • Unity3D场景优化算法

    2021-06-14 11:52:55
    该课程主要是针对密集型场景裁剪处理提供了解决方案,利用四叉树或者八叉树对场景进行分割,然后通过角色身上的包围盒与四叉树或者八叉树分割的物体进行碰撞检测,这样就可以把玩家周围的物体显示出来,这个也是针对...
  • 点和矩形碰撞 /** * * @param x1 点 * @param y1 点 * @param x2 矩形view x * @param y2 矩形view y * @param w 矩形view 宽 * @param h 矩形view 高 * @return */ public static boolean ...

空空如也

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unity碰撞检测算法