Unity - Ray射线检测_overlapspherenonalloc

一：射线

Ray射线

定义：射线是一条从原点出发，沿某一方向运动的无限直线。

//创建一条初始位置为startPos，方向为dir的一条射线
Ray ray = new Ray (startPos, dir);

//创建一条从摄像机通过屏幕点的光线。
//得到的光线在世界空间中，从相机的近平面开始，经过屏幕上的(x,y)像素坐标(位置)。z是忽略。
Ray camerRay = Camera.main.ScreenPointToRay (Input.mousePosition);
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RaycastHit : 用于存储发射射线后产生的碰撞信息。

常用的成员变量如下：

• collider 与射线发生碰撞的碰撞器
• distance 从射线起点到射线与碰撞器的交点的距离
• normal 射线射入平面的法向量
• point 世界空间中射线与碰撞体的交点的坐标（Vector3对象）

具体的可以参考官方文档

二：线性投射

1.Raycast :

从起点开始，向最大距离的方向发射一条射线，进行碰撞检测，但是仅能检测到第一个被射线碰撞的物体。
可以选择提供一个 LayerMask 来过滤掉不需要的碰撞，结合RaycastHit可以获取到碰撞信息。

定义：

public static bool Raycast(Vector3 origin, Vector3 direction, out RaycastHit hitInfo, float maxDistance, int layerMask);
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有多个重载方法，具体参考官方文档

示例代码：

Ray ray = new Ray (startPos, dir);
RaycastHit hit;
Physics.Raycast(ray,out hit,distance);
//或者
Physics.Raycast(startPos,dir,out hit,distance);
Physics.Raycast(ray,out hit,distance,LayerMask.GetMask("ball"));
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如图：

ps: 对于射线的调试可以用 Debug.DrawRay() 或者 Gizmos 来绘制射线，方便调试。
如：Debug.DrawRay(startPos,dir,Color.red);

2.RaycastAll :

用法和Raycast差不多，区别在于可检测射线路径上的所有物体，返回一个RaycastHit[ ]。
示例代码：

//检测所有
RaycastHit[] hits = Physics.RaycastAll(ray,distance);
RaycastHit[] hits = Physics.RaycastAll(ray,distance,LayerMask.GetMask("ball"));
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3.Linecast:

如果有任何碰撞器与start和end之间的直线相交，返回true，否则false
示例代码：

//两点检测: 如果有任何碰撞器与start和end之间的直线相交，返回true，否则false
bool isCrash = Physics.Linecast(startPos,endPos);
bool isCrash = Physics.Linecast(startPos,endPos,LayerMask.GetMask("ball"));
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三：体型投射

1.BoxCast 立方体投射:

将方框沿射线投射，进行立方体范围碰撞检测，返回一个bool值。
和Raycast 一样只能检测第一个。（ps : BoxCastAll 检测所有, 用法和BoxCast类似）

定义：以center为中心创建一个大小为halfExtents的立方体线框，向direction方向发射，最大距离为maxDistance，根据layerMask过滤碰撞体，并且通过queryTriggerInteraction指定此查询是否应触发触发器，hitInfo接收碰撞信息

//以center为中心创建一个半径大小为halfExtents的立方体线框，向direction方向发射，最大距离为maxDistance，根据layerMask过滤碰撞体，并且通过queryTriggerInteraction指定此查询是否应触发触发器，hitInfo接收碰撞信息
public static bool BoxCast(Vector3 center, Vector3 halfExtents, Vector3 direction, out RaycastHit hitInfo, [Internal.DefaultValue("Quaternion.identity")] Quaternion orientation, [Internal.DefaultValue("Mathf.Infinity")] float maxDistance, [Internal.DefaultValue("DefaultRaycastLayers")] int layerMask, [Internal.DefaultValue("QueryTriggerInteraction.UseGlobal")] QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction);

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示例代码：

Ray ray = new Ray (startPos, dir);
RaycastHit hit;
bool isCrash = Physics.BoxCast(startPos,transform.localScale/2,dir,out hit);
bool isCrash = Physics.BoxCast(startPos,transform.localScale/2,dir,out hit,transform.rotation,distance,LayerMask.GetMask("ball"));
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如图：

2.SphereCast 球体投射：

和立方体投射类似，范围为球体，返回一个bool值，单一检查。(SphereCastAll:检测所有,返回RaycastHit[])
定义：以origin为中心创建一个半径为radius的球体线框，向direction方向发射，最大距离为maxDistance，根据layerMask过滤碰撞体，并且通过queryTriggerInteraction指定此查询是否应触发触发器。

public static bool SphereCast(Vector3 origin, float radius, Vector3 direction, out RaycastHit hitInfo, [Internal.DefaultValue("Mathf.Infinity")] float maxDistance, [Internal.DefaultValue("DefaultRaycastLayers")] int layerMask, [Internal.DefaultValue("QueryTriggerInteraction.UseGlobal")] QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction);
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示例代码：

Ray ray = new Ray (startPos, dir);
RaycastHit hit;
bool isHit = Physics.SphereCast (startPos, transform.localScale.x/2, dir, out hit, m_MaxDistance);
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演示：

3.CapsuleCast 胶囊体投射：

和上面两种类似，检测范围为胶囊体，返回一个bool值，单一检查。(CapsuleCastAll:检测所有,返回RaycastHit[])
定义：point1胶囊体顶端的球体中心，point2胶囊体末端的球体中心，半径为radius，向direction方向发射，最大距离为maxDistance，根据layerMask过滤碰撞体，并且通过queryTriggerInteraction指定此查询是否应触发触发器。

public static bool CapsuleCast(Vector3 point1, Vector3 point2, float radius, Vector3 direction, out RaycastHit hitInfo, [Internal.DefaultValue("Mathf.Infinity")] float maxDistance, [Internal.DefaultValue("DefaultRaycastLayers")] int layerMask, [Internal.DefaultValue("QueryTriggerInteraction.UseGlobal")] QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction);

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示例代码：

RaycastHit hit;
bool isHit = Physics.CapsuleCast(point1, point2,radius, direction, out hit, maxDistance, layerMask, queryTriggerInteraction);

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四：相交检测

注意："相交检测” 每个方法都有对应的 “无内存分配” 方法，每次调用该方法时都是读取缓存，不会重新分配内存，也就是说不会产生过多的内存垃圾。实际应用中也尽量采用“无内存分配”方法，可以提高一定性能。

比如：
OverlapBox 对应的 “无内存分配” 方法：OverlapBoxNonAlloc
OverlapSphere 对应的 “无内存分配” 方法：OverlapSphereNonAlloc
OverlapCapsule 对应的 “无内存分配” 方法：OverlapCapsuleNonAlloc

这些用法区别不大，详情可以查看官网

1.OverlapBox 相交立方体：

用于检测与立方体碰撞的所有collider信息。

**定义：以center为中心创建一个半径为halfExtents的正立方体，通过layerMask过滤不需要的collider。返回一个collider集合 Collider[] **

public static Collider[] OverlapBox(Vector3 center, Vector3 halfExtents, Quaternion orientation, int layerMask);
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演示：

2.OverlapSphere 相交球：

用于检测与球体碰撞的所有collider信息。

**定义：以center为中心创建一个半径为radius的球体，通过layerMask过滤不需要的collider。返回一个collider集合 Collider[] **

public static Collider[] OverlapSphere(Vector3 position, float radius, [Internal.DefaultValue("AllLayers")] int layerMask, [Internal.DefaultValue("QueryTriggerInteraction.UseGlobal")] QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction);
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3.OverlapCapsule 相交胶囊体：

用于检测与胶囊体碰撞的所有collider信息。
和以上类似

定义：

public static int OverlapCapsuleNonAlloc(Vector3 point0, Vector3 point1, float radius, Collider[] results, [Internal.DefaultValue("AllLayers")] int layerMask, [Internal.DefaultValue("QueryTriggerInteraction.UseGlobal")] QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction);
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五：校验检测

和相交检测类似，区别在于该类型方法 校验是否发生了碰撞 ，返回的是bool值，而不是碰撞体信息集合，相对于性能较好。（ps：也会校验自身的collider）

1.CheckBox 校验立方体：

校验该立方体是否与其他collider重叠。返回bool值

定义：

public static bool CheckBox(Vector3 center, Vector3 halfExtents, Quaternion orientation = Quaternion.identity, int layermask = DefaultRaycastLayers, QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction = QueryTriggerInteraction.UseGlobal);
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2.CheckSphere 校验球：

校验该球是否与其他collider重叠。返回bool值

定义：

public static bool CheckSphere(Vector3 position, float radius, int layerMask = DefaultRaycastLayers, QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction = QueryTriggerInteraction.UseGlobal);
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3.CheckCapsule 校验胶囊体：

校验该立方体是否与其他collider重叠。返回bool值

定义：

public static bool CheckCapsule(Vector3 start, Vector3 end, float radius, int layerMask = DefaultRaycastLayers, QueryTriggerInteraction queryTriggerInteraction = QueryTriggerInteraction.UseGlobal);
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IgnoreCollision 忽略碰撞：

使碰撞检测系统忽略collider1和collider2之间的所有碰撞。
这对于防止投射物与发射它们的物体发生碰撞是很有用的。

public static void IgnoreCollision(Collider collider1, Collider collider2, bool ignore = true);
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六：调试技巧：

一般有两种方法：

1.Debug.DrawRay：绘制一条射线。
示例：

//start:起点，dir:射线的方向和长度, red:颜色
Debug.DrawRay(start,dir,Color.red);
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2. Gizmos：用于在场景视图中提供可视化调试或设置帮助。（以上的演示动态图就是通过该方法绘制的）

示例：

 void OnDrawGizmos () {
 //设置颜色
 Gizmos.color = Color.red;
 //绘制射线
 Gizmos.DrawRay (transform.position, transform.forward * distance);
 //绘制立方体线框
 Gizmos.DrawWireCube (transform.position + transform.forward * distance, transform.localScale);
}
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最后

引用网友HONT的性能测试总结：

射线和线段的开销非常小，可以忽略。

性能消耗顺序：

从投射物来看： Box < Sphere < Capsule
从投射方法来看： CheckXXX < OverlapXXX < XXXCast