Unity物理系统的各种Cast检测

在 Unity 中，各种 Cast 方法是物理检测的核心工具，用于实现射线检测、体积检测、形状投影检测等功能。以下是 Unity 中常用的 Cast 方法及其应用场景，涵盖 3D 和 2D 物理系统。

---

1. Raycast（射线检测）

用途：检测一条射线是否与场景中的物体发生碰撞（点对点的线性检测）。
适用场景：射击、点击交互、视线检测、地面检测等。

3D 物理系统：

// 基础用法
if (Physics.Raycast(origin, direction, out RaycastHit hit, maxDistance, layerMask)) {
    Debug.Log("击中物体: " + hit.collider.name);
}

// 示例：从摄像机发射射线检测鼠标点击
void Update() {
    if (Input.GetMouseButtonDown(0)) {
        Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
        if (Physics.Raycast(ray, out RaycastHit hit)) {
            Debug.Log("点击对象: " + hit.collider.name);
        }
    }
}

2D 物理系统：

RaycastHit2D hit = Physics2D.Raycast(origin, direction, maxDistance, layerMask);
if (hit.collider != null) {
    Debug.Log("2D 击中: " + hit.collider.name);
}

---

2. SphereCast（球体投射检测）

用途：沿着射线方向投射一个球体，检测路径上的碰撞（避免物体移动时“穿透”其他物体）。
适用场景：角色移动碰撞预测、子弹体积检测。

3D 物理系统：

if (Physics.SphereCast(origin, radius, direction, out RaycastHit hit, maxDistance, layerMask)) {
    Debug.Log("球体击中: " + hit.collider.name);
}

2D 物理系统（通过组合实现）：

// 2D 中无直接 SphereCast，可用 CircleCast 替代
RaycastHit2D hit = Physics2D.CircleCast(origin, radius, direction, maxDistance, layerMask);
if (hit.collider != null) {
    Debug.Log("2D 圆形检测: " + hit.collider.name);
}

---

3. BoxCast（盒子投射检测）

用途：沿着方向投射一个盒子，检测路径上的碰撞。
适用场景：区域攻击判定、物体移动时的体积检测。

3D 物理系统：

Vector3 halfExtents = new Vector3(1, 1, 1); // 盒子的半长
if (Physics.BoxCast(center, halfExtents, direction, out RaycastHit hit, Quaternion.identity, maxDistance, layerMask)) {
    Debug.Log("盒子击中: " + hit.collider.name);
}

2D 物理系统：

RaycastHit2D hit = Physics2D.BoxCast(origin, size, 0, direction, maxDistance, layerMask);
if (hit.collider != null) {
    Debug.Log("2D 盒子检测: " + hit.collider.name);
}

---

4. CapsuleCast（胶囊体投射检测）

用途：沿着方向投射一个胶囊体，检测路径上的碰撞（常用于角色控制器）。
适用场景：角色移动时的碰撞预测。

3D 物理系统：

float radius = 0.5f;
float height = 2f;
if (Physics.CapsuleCast(point1, point2, radius, direction, out RaycastHit hit, maxDistance, layerMask)) {
    Debug.Log("胶囊体击中: " + hit.collider.name);
}

---

5. Overlap 检测（体积重叠检测）

用途：检测某个区域内的所有碰撞体，不依赖方向，直接检查重叠。
适用场景：爆炸范围检测、区域触发器。

3D 物理系统：

// SphereOverlap
Collider[] colliders = Physics.OverlapSphere(center, radius, layerMask);
foreach (Collider col in colliders) {
    Debug.Log("球体范围内物体: " + col.name);
}

// BoxOverlap
Collider[] boxColliders = Physics.OverlapBox(center, halfExtents, Quaternion.identity, layerMask);

2D 物理系统：

Collider2D[] colliders = Physics2D.OverlapCircleAll(origin, radius, layerMask);
foreach (Collider2D col in colliders) {
    Debug.Log("2D 圆形范围内物体: " + col.name);
}

---

6. Linecast（线段检测）

用途：检测两点之间线段上的碰撞（等同于 Raycast，但起点和终点明确）。
适用场景：两点间直线碰撞检测。

3D 物理系统：

if (Physics.Linecast(start, end, out RaycastHit hit, layerMask)) {
    Debug.Log("线段击中: " + hit.collider.name);
}

2D 物理系统：

RaycastHit2D hit = Physics2D.Linecast(start, end, layerMask);
if (hit.collider != null) {
    Debug.Log("2D 线段击中: " + hit.collider.name);
}

---

7. 通用参数说明

所有 Cast 方法的共性参数：

• layerMask：过滤检测的层级（优化性能）。

• maxDistance：检测的最大距离。

• QueryTriggerInteraction：是否检测触发器（Ignore 或 Collide）。

---

8. 性能优化建议

1. 分层过滤：始终使用 layerMask 减少不必要的检测。

2. 避免高频检测：在 Update 中频繁调用 Cast 可能导致性能问题。

3. 选择合适方法：根据需求选择最轻量的检测（如 Raycast 比 SphereCast 高效）。

4. 缓存结果：复用检测结果，避免重复计算。

---

9. 常见问题

• 射线方向未归一化：direction 需是单位向量（normalized）。

• 忽略触发器：检查 QueryTriggerInteraction 参数。

• 2D/3D 混淆：注意 Physics（3D）和 Physics2D（2D）命名空间的区别。

---

通过合理使用这些 Cast 方法，可以实现复杂的物理交互逻辑（如角色移动、攻击判定、弹道模拟等）。具体选择哪种方法，取决于检测的形状需求和性能成本。

（来自DeepSeek回答，后续尝试测试）