Unity 3D中的射线（上）

在我们的游戏开发过程中，有一个很重要的工作就是进行碰撞检测。例如在射击游戏中子弹是否击中敌人，在RPG游戏中是否捡到装备等等。在进行碰撞检测时，我们最常用的工具就是射线，Unity 3D的物理引擎也为我们提供了射线类以及相关的函数接口。本文将对射线的使用进行一个总结。

     射线是在三维世界中从一个点沿一个方向发射的一条无限长的线。在射线的轨迹上，一旦与添加了碰撞器的模型发生碰撞，将停止发射。我们可以利用射线实现子弹击中目标的检测，鼠标点击拾取物体等功能。

射线的创建和显示

Ray射线类和RaycastHit射线投射碰撞信息类是两个最常用的射线工具类。

     创建一条射线Ray需要指明射线的起点（origin）和射线的方向（direction）。这两个参数也是Ray的成员变量。注意，射线的方向在设置时如果未单位化，Unity 3D会自动进行单位归一化处理。射线Ray的构造函数为 ：  

public Ray(Vector3 origin, Vector3 direction);

RaycastHit类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          射线与碰撞器交点的坐标（Vector3对象）

      Physics.Raycast静态函数用于在场景中发射一条可以和碰撞器碰撞的射线，相关的API如下：

         1）public static boolRaycast(Vector3 origin, Vector3 direction, float distance=Mathf.Infinity, intlayerMask=DefaultRaycastLayers);

         参数说明：

         origin            射线起点世界坐标

         direction          射线方向矢量

         distance            射线长度（起点到终点的距离），默认设置为无限长

         layerMask        显示层掩码（只选择层次为layerMask指定层次的碰撞器进行碰撞，其他层次的碰撞器忽略）

         返回值说明：

         当射线与碰撞器发生碰撞时返回值为true，未穿过任何碰撞器时返回为false。

         2）public static boolRaycast(Vector3 origin, Vector3 direction, RaycastHit hitInfo, float distance =Mathf.Infinity, int layerMask = DefaultRaycastLayers);

         这个重载函数定义了一个碰撞信息类RaycastHit，在使用时通过out关键字传入一个空的碰撞信息对象。当射线与碰撞器发生碰撞时，该对象将被赋值，可以获得碰撞信息包括transform、rigidbody、point 等。如果未发生碰撞，该对象为空。

         3）public static boolRaycast(Ray ray, float distance = Mathf.Infinity, int layerMask =DefaultRaycastLayers);

         这个重载函数使用已有的一条射线Ray来作为参数。

         4）public static boolRaycast(Ray ray, RaycastHit hitInfo, float distance = Mathf.Infinity, intlayerMask = DefaultRaycastLayers);

         这个重载函数使用已有的射线Ray来作为参数并获取碰撞信息RaycastHit。

         在调试时如果想显示一条射线，可以使用Debug.DrawLine来实现。

         public static void DrawLine(Vector3start, Vector3 end, Color color);

         只有当发生碰撞时，在Scene视图中才能看到画出的射线。

         下面这个例子创建了一个从主摄像机向y轴负向发射一条射线检测下方是否有平面存在。在场景中摄像机下方创建一个Plane游戏对象，并将下面的脚本RayDemo01.cs挂载到摄像机上。

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