Unity Bound详解_unity bounds

内容将会持续更新，有错误的地方欢迎指正，谢谢!
 

Unity Bound详解      

---

---

---

一、Bounds概述

1、Bounds类型

在 Unity 中，包围盒（Bounding Box）是一个几何形状，用于近似地表示物体或一组物体在三维空间中的范围或边界。它是一个简单的形状，通常是立方体或矩形，完全包围了一个物体或一组物体。

包围盒有多种类型，包括：

• AABB（Axis-Aligned Bounding Box，轴对齐包围盒）： 这是一种以坐标轴为方向的包围盒，其六个面都与坐标轴平行。AABB 在处理物体的碰撞检测、物体的可见性检查和简单的物体包围优化方面非常高效。

• OBB（Oriented Bounding Box，方向包围盒）： 这是一种可以沿着物体的方向进行旋转的包围盒。与 AABB 不同，OBB 可以根据物体的朝向而自由旋转，因此更精确地包围了物体，但计算量也更大。

• Sphere Bounds（球形包围盒）： 这是一个包围物体的球体，通常用于物体的碰撞检测或可见性检查。对于不规则形状的物体，球形包围盒可能不是最精确的表示，但它提供了一种简单和快速的碰撞检测方法。

2、Bounds属性

在 Unity 中，许多对象都有一个 Bounds 属性，用于描述该对象的包围盒。例如，Renderer、Collider 和 Mesh 等组件都具有 Bounds 属性，这些属性用于表示对象或物体的包围盒。Bounds 的属性通常包括包围盒的中心点位置和尺寸。

二、Unity中的Bounds

1、Renderer Bounds（渲染器包围盒）

Renderer（渲染器）是将图形渲染到屏幕上的组件。每个 Renderer 都有一个 Bounds 属性，该属性表示该渲染器所渲染内容的包围盒。该包围盒由该 Renderer 下所有渲染的网格（Mesh）的合并包围而成。通常用于确定对象的可见性以进行相机裁剪。

绘制Renderer Bounds：

public class MyComponent : MonoBehaviour
{
	//Renderer Bounds为世界坐标
    private Bounds bounds;
	private MeshRenderer renderer;

    void OnDrawGizmos()
    {
        // 获取物体的 MeshRenderer 组件
        renderer = GetComponent<MeshRenderer>();
        bounds = renderer.bounds;
        
        // 设置 Gizmos 的颜色
        Gizmos.color = Color.green;
        Gizmos.DrawWireCube(bounds.center, bounds.size);
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

• 位移对 Render Bounds 的影响：

当物体发生位移时，渲染器的 Bounds 将会相应地跟随物体的移动而更新。此时，渲染器的 Bounds 也会随之移动，以确保正确的可见性计算。

• 旋转对 Render Bounds 的影响：

当物体发生旋转时，渲染器的 Bounds 将会进行相应的更新。与位移不同，旋转会导致包围盒的大小发生变化，但是并不会随着物体的旋转而旋转。

• 缩放对 Render Bounds 的影响：

当物体发生缩放时，渲染器的 Bounds 将根据缩放而相应地进行更新，此时，渲染器的 Bounds 也会随之缩放，以确保正确的包围盒。

2、Collider Bounds（碰撞器包围盒）

Collider（碰撞器）是用于检测碰撞的组件。各种类型的碰撞器（如 BoxCollider、SphereCollider 等）都有一个 Bounds 属性，表示碰撞器的包围盒。这个包围盒用于计算碰撞，触发碰撞事件或进行物理模拟。

绘制Collider Bounds：

public class MyComponent : MonoBehaviour
{
	//Collider Bounds为世界坐标
    private Bounds bounds;
	private BoxCollider boxCollider;

    void OnDrawGizmos()
    {
         //获取物体的 BoxCollider组件
         boxCollider = GetComponent<BoxCollider>();
         bounds = boxCollider.bounds;
        
        // 设置 Gizmos 的颜色
        Gizmos.color = Color.green;
        Gizmos.DrawWireCube(bounds.center, bounds.size);
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

• 位移对 Collider Bounds 的影响：

当物体发生位移时，渲染器的 Bounds 将会相应地跟随物体的移动而更新。此时，渲染器的 Bounds 也会随之移动，以确保正确的可见性计算。

• 旋转对 Collider Bounds 的影响：

当物体发生旋转时，渲染器的 Bounds 将会进行相应的更新。与位移不同，旋转会导致包围盒的大小发生变化，但是并不会随着物体的旋转而旋转。

• 缩放对 Collider Bounds 的影响：

当物体发生缩放时，渲染器的 Bounds 将根据缩放而相应地进行更新，此时，渲染器的 Bounds 也会随之缩放，以确保正确的包围盒。

3、Mesh Bounds（网格包围盒）

Mesh 是表示三维对象表面的集合，而 MeshRenderer 用于渲染这些 Mesh。每个 Mesh 也有一个 Bounds 属性，表示该网格的包围盒。这个包围盒通常是由网格的顶点位置计算得出的最小包围盒，用于优化渲染和碰撞检测。

绘制Mesh Bounds：

public class MyComponent : MonoBehaviour
{
	//Mesh Bounds为本地坐标
    private Bounds bounds;
	private MeshFilter filter ;

    void OnDrawGizmos()
    {
          获取物体的 MeshFilter组件
         MeshFilter filter = GetComponent<MeshFilter>();
         bounds = filter.sharedMesh.bounds;
         //将本地坐标转换未为世界坐标
         var centerPoint = transform.TransformPoint(bounds.center);
         bounds = new Bounds(centerPoint, bounds.size);
        
        // 设置 Gizmos 的颜色
        Gizmos.color = Color.green;
        Gizmos.DrawWireCube(bounds.center, bounds.size);
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

• 位移对 Mesh Bounds 的影响：

当物体发生位移时，渲染器的 Bounds 将会相应地跟随物体的移动而更新。此时，渲染器的 Bounds 也会随之移动，以确保正确的可见性计算。

• 旋转对 Collider Bounds 的影响：
• 缩放对 Collider Bounds 的影响：

Mesh 的 Bounds 是在创建 Mesh 时根据其顶点位置计算得出的最小包围盒。这个包围盒通常在创建 Mesh 时就已经固定，并不会随着对象的缩放或旋转而实时更新。

所以，当对物体进行缩放或旋转时，Mesh Bounds 并不会实时更新以适应这些变化。即使缩放或旋转了对象，Mesh Bounds 也仍然保持着原始计算得出的包围盒形状和大小。

三、Bounds和Collider 的区别

• Collider 中的包围盒（OBB）：

Collider 组件通常根据对象的形状来创建相应的碰撞区域（例如，BoxCollider、SphereCollider 等）。这些 Collider 使用的包围盒通常是有向包围盒（OBB），也就是说，它们可以随着对象的旋转而旋转，并根据对象的形状而形成相应的碰撞区域。

OBB 提供了更好的检测精度，因为它可以更好地适应对象的形状和旋转。

public class MyComponent : MonoBehaviour
{
	private BoxCollider boxCollider;

    void OnDrawGizmos()
    {
         //获取物体的 BoxCollider组件
         boxCollider = GetComponent<BoxCollider>();
         
         // 设置 Gizmos 的颜色
         Gizmos.color = Color.green;
         Matrix4x4 rotationMatrix = Matrix4x4.TRS(transform.position, transform.rotation, transform.lossyScale);
         // 根据物体的变换，绘制实时的 Bounds
         Matrix4x4 oldMatrix = Gizmos.matrix;
         Gizmos.matrix = rotationMatrix;
         Gizmos.DrawWireCube(boxCollider.center, boxCollider.size);
         Gizmos.matrix = oldMatrix;
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

• Bounds 中的包围盒（AABB）：

Bounds 包围盒通常是无向包围盒（AABB）。这意味着它不会随着对象的旋转而旋转，而是始终保持沿着坐标轴的方向。

AABB 通常用于快速包围物体，但在对象旋转时可能无法准确地包裹对象的形状，因为它是固定的沿坐标轴的边界框。

四、Bounds的相关计算

1、计算Bounds顶点

/// <summary> Bounds顶点 </summary>
/// <param name="bounds"></param>
public Vector3[] DrawBoundBoxLine(Bounds bounds)
{
    //计算出包围盒8个点
    Vector3 min = bounds.min;
    Vector3 max = bounds.max;
    Vector3[] vertices = new Vector3[8];

    // 计算八个顶点的坐标
    vertices[0] = new Vector3(min.x, min.y, min.z);
    vertices[1] = new Vector3(max.x, min.y, min.z);
    vertices[2] = new Vector3(min.x, min.y, max.z);
    vertices[3] = new Vector3(max.x, min.y, max.z);
    vertices[4] = new Vector3(min.x, max.y, min.z);
    vertices[5] = new Vector3(max.x, max.y, min.z);
    vertices[6] = new Vector3(min.x, max.y, max.z);
    vertices[7] = new Vector3(max.x, max.y, max.z);
	return vertices;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

2、扩展多个Bounds

public class MyComponent : MonoBehaviour
{
	private Bounds bounds;
	
	/// <summary> 扩展Bounds </summary>
	/// <param name="model"></param>
	public Bounds ExtendBound(Transform model)
	{
		Vector3 center = Vector3.zero;
		Renderer[] renders = model.GetComponentsInChildren<Renderer>();
		
		foreach (Renderer child in renders){
			center += child.bounds.center;   
		}
		
		center /= model.GetComponentsInChildren<Transform>().Length; 
		Bounds bounds = new Bounds(center,Vector3.zero);
		
		foreach (Renderer child in renders)
		{
			bounds.Encapsulate(child.bounds);   
		}
		return bounds;
	}
	
	void OnDrawGizmos()
	{
	    bounds = ExtendBound(transform);
	     设置 Gizmos 的颜色
	    Gizmos.color = Color.green;
	    Gizmos.DrawWireCube(bounds.center, bounds.size);
	}
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33

---

---

END 感谢您阅读本篇博客！希望这篇内容对您有所帮助。如果您有任何问题或意见，或者想要了解更多关于本主题的信息，欢迎在评论区留言与我交流。我会非常乐意与大家讨论和分享更多有趣的内容。
如果您喜欢本博客，请点赞和分享给更多的朋友，让更多人受益。同时，您也可以关注我的博客，以便及时获取最新的更新和文章。
在未来的写作中，我将继续努力，分享更多有趣、实用的内容。再次感谢大家的支持和鼓励，期待与您在下一篇博客再见！