Unity物理系统之射线检测详解

原创于 2025-10-22 13:45:07 发布 · 418 阅读

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一、什么是射线检测

目前我们学习的物体相交判断

1.碰撞检测

必备条件：1个刚体和2个碰撞器

2.范围检测

必备条件：碰撞器

3.射线检测

它可以在指定点发射一个指定方向的射线，判断该射线与哪些碰撞器相交，得到对应对象

二、射线对象

3D世界中的射线，假设有一条起点为坐标(1,0,0)，方向为世界坐标Z轴正方向的射线

1.Ray

参数一：起点

参数二：方向（一定记住不是两点决定射线方向，第二个参数直接就代表方向向量）

只是申明了一个射线对象对于我们来说没有任何的用处

Ray r = new Ray(Vector3.right, Vector3.forward);

2.Ray中的参数

print(r.origin);//起点
print(r.direction);//方向

3.摄像机发射出的射线

得到一条从屏幕位置作为起点，摄像机视口方向为方向的射线

 Ray r2 = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);

注意：

单独的射线对于我们来说没有实际的意义，我们需要用它结合物理系统进行射线碰撞判断

三、碰撞检测函数

Physics类中提供了很多进行射线检测的静态函数，他们有很多种重载类型我们只需要掌握核心的几个函数

注意：

射线检测也是瞬时的；执行代码时进行一次射线检测。

1.最原始的射线检测

// 准备一条射线
Ray r3 = new Ray(Vector3.zero, Vector3.forward);
// 进行射线检测 如果碰撞到对象 返回true
//参数一：射线
//参数二: 检测的最大距离 超出这个距离不检测
//参数三：检测指定层级（不填检测所有层）
//参数四：是否忽略触发器 UseGlobal-使用全局设置 Collide-检测触发器 Ignore-忽略触发器 不填使用UseGlobal
//返回值：bool 当碰撞到对象时 返回 true 没有 返回false

if (Physics.Raycast(r3, 1000, 1 << LayerMask.NameToLayer("Monster"), QueryTriggerInteraction.UseGlobal))
{
    print("碰撞到了对象");
}

//还有一种重载 不用传入 射线 直接传入起点 和 方向 也可以用于判断
//就是把 第一个参数射线 变成了 射线的 两个点 一个起点 一个方向
if (Physics.Raycast(Vector3.zero, Vector3.forward, 1000, 1 << LayerMask.NameToLayer("Monster"), QueryTriggerInteraction.UseGlobal))
{
    print("碰撞到了对象2");
}

2.获取相交的单个物体信息

 //物体信息类 RaycastHit
 RaycastHit hitInfo;
 //参数一：射线
 //参数二：RaycastHit是结构体 是值类型 Unity会通过out 关键在 在函数内部处理后 得到碰撞数据后返回到该参数中
 //参数三：距离
 //参数四：检测指定层级（不填检测所有层）
 //参数五：是否忽略触发器 UseGlobal-使用全局设置 Collide-检测触发器 Ignore-忽略触发器 不填使用UseGlobal
 if( Physics.Raycast(r3, out hitInfo, 1000, 1<<LayerMask.NameToLayer("Monster"), QueryTriggerInteraction.UseGlobal) )
 {
     print("碰撞到了物体 得到了信息");

     //碰撞器信息
     print("碰撞到物体的名字" + hitInfo.collider.gameObject.name);
     //碰撞到的点
     print(hitInfo.point);
     //法线信息
     print(hitInfo.normal);

     //得到碰撞到对象的位置
     print(hitInfo.transform.position);

     //得到碰撞到对象 离自己的距离
     print(hitInfo.distance);

     //RaycastHit 该类 对于我们的意义
     //它不仅可以得到我们碰撞到的对象信息
     //还可以得到一些 碰撞的点 距离 法线等等的信息
 }

 //还有一种重载 不用传入 射线 直接传入起点 和 方向 也可以用于判断
 if (Physics.Raycast(Vector3.zero, Vector3.forward, out hitInfo, 1000, 1 << LayerMask.NameToLayer("Monster"), QueryTriggerInteraction.UseGlobal))
 {

 }

3.获取相交的多个物体

//可以得到碰撞到的多个对象
//如果没有 就是容量为0的数组
//参数一：射线
//参数二：距离
//参数三：检测指定层级（不填检测所有层）
//参数四：是否忽略触发器 UseGlobal-使用全局设置 Collide-检测触发器 Ignore-忽略触发器 不填使用UseGlobal
RaycastHit[] hits = Physics.RaycastAll(r3, 1000, 1 << LayerMask.NameToLayer("Monster"), QueryTriggerInteraction.UseGlobal);
for (int i = 0; i < hits.Length; i++)
{
    print("碰到的所有物体 名字分别是" + hits[i].collider.gameObject.name);
}

//还有一种重载 不用传入 射线 直接传入起点 和 方向 也可以用于判断
//之前的参数一射线 通过两个点传入
hits = Physics.RaycastAll(Vector3.zero, Vector3.forward, 1000, 1 << LayerMask.NameToLayer("Monster"), QueryTriggerInteraction.UseGlobal);

//还有一种函数 返回的碰撞的数量 通过out得到数据
if(Physics.RaycastNonAlloc(r3, hits, 1000, 1 << LayerMask.NameToLayer("Monster"), QueryTriggerInteraction.UseGlobal) > 0 )
{

}

四、使用时注意的问题

距离、层级两个参数都是int类型

当我们传入参数时一定要明确传入的参数代表的是距离还是层级

五、练习题

1.题目一

（1）题目

实现鼠标点击场景上一面墙，在点击的位置创建子弹特效和弹孔

（2）源代码

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Lesson23_Exercises : MonoBehaviour
{
    RaycastHit info;
  
    void Update()
    {
        Ray r = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
        Debug.DrawRay(r.origin, r.direction);
        if ( Input.GetMouseButtonDown(0) )
        {
            if( Physics.Raycast(Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition), 
                                                             out info, 
                                                             1000, 
                                                             1 << LayerMask.NameToLayer("Monster")))
           {
                //碰撞到的点 和 法线向量 
                //创建 打击特效
                GameObject obj = Instantiate(Resources.Load<GameObject>("Effect/HitEff"));
                //设置点位置
                obj.transform.position = info.point + info.normal*0.2f;
                //设置角度 朝向 我们
                obj.transform.rotation = Quaternion.LookRotation(info.normal);
               //延迟删除特效
                Destroy(obj, 0.8f);

                obj = Instantiate(Resources.Load<GameObject>("Effect/DDD"));
                //设置点位置
                obj.transform.position = info.point + info.normal * 0.2f;
                //设置角度 朝向 我们
                obj.transform.rotation = Quaternion.LookRotation(info.normal);
            }
        }
    }
}

2.题目二

（1）题目

场景上有一个平面，有一个立方体，当鼠标点击选中立方体时，长按鼠标左键可以拖动立方体在平面上移动，点击鼠标右键取消选中

（2）源代码

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Lesson23_Exercises : MonoBehaviour
{
    public float offsetY;
    private Transform nowSelObj;
    RaycastHit info;
    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        if(Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
            if( Physics.Raycast(Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition), out info, 1000, 1<<LayerMask.NameToLayer("Player")))
            {
                //记录选中的 对象  位置信息
                nowSelObj = info.transform;
            }
        }

        //当前有选中的对象 并且 是长按
        if( Input.GetMouseButton(0) && nowSelObj != null )
        {
            if(Physics.Raycast(Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition), out info, 1000, 1<< LayerMask.NameToLayer("Floor")))
            {
                nowSelObj.position = info.point + Vector3.up*offsetY;
            }
        }

        //取消选中
        if(Input.GetMouseButtonDown(1))
        {
            //取消记录
            nowSelObj = null;
        }
        #endregion
    }
}