U2L13-1——物理系统之范围检测

范围检测

范围检测主要是用于瞬时的碰撞范围检测，主要掌握：Physics​类的静态方法，球形 盒状 胶囊 三种API的使用即可

游戏中瞬时攻击范围判断一般会使用范围检测举例：

  1. 玩家在前方5m处释放一个地刺魔法，在此处范围内的对象将受到地刺伤害
  2. 玩家攻击，在前方1米圆形范围内对象都受到伤害，等等
    类似这种并没有实体物体 只想要检测在指定某一范围是否让敌方受到伤害时 便可以使用范围判断
    简而言之，在指定位置进行范围判断我们可以得到处于指定范围内的对象，目的是对 对象进行处理，比如受伤 减血等

本章代码关键字

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LayerMask.NameToLayer()                //通过层级名字得到层级编号
Physics.OverlapBox()                //盒状范围检测，瞬时根据参数描述的立方体范围内，检测指定层级上（可选）的对象，返回碰撞器数组
Physics.OverlapBoxNonAlloc()        //盒状范围检测，比上个方法多了一个碰撞器数组的参数，返回检测到的碰撞器数组长度
Physics.OverlapSphere()                //球形范围检测，瞬时根据参数描述的球形范围内，检测指定层级上（可选）的对象
Physics.OverlapSphereNonAlloc()        //球形范围检测，比上个方法多了一个碰撞器数组的参数，返回检测到的碰撞器数组长度
Physics.OverlapCapsule()            //胶囊范围检测，瞬时根据参数描述的胶囊范围内，检测指定层级上（可选）的对象
Physics.OverlapCapsuleNonAlloc()    //胶囊范围检测，比上个方法多了一个碰撞器数组的参数，返回检测到的碰撞器数组长度

重要知识点——层级参数的填入

接下来的三个API都有层级的填入，但是层级参数的填入不是简单的填入数字编号那么简单！！！
该知识点涉及CS1L13——位运算符的各种知识点

可以通过名字得到层级编号

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print(LayerMask.NameToLayer("UI"));     //将层级名字转为对应的层级编号

但是要注意，我们不能直接将编号作为参数填入，我们需要通过编号左移构建二进制数

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1 << LayerMask.NameToLayer("UI")    //这样就代表选择了UI层

每一个编号的层级 都是对应位的1的2进制数

层级编号是 0~31 刚好32位，每一个编号 代表的 都是int数的二进制的一位
也就是说对于一个int数来说，哪个编号的层级要检测，这个int数的二进制数的哪一位就是1

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编号 - 左移编号 --------- 每一个层级对应的二进制数 --- 对应的int数
0 —— 1 << 0 —— 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 = 1
1 —— 1 << 1 —— 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 = 2
2 —— 1 << 2 —— 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 = 4
3 —— 1 << 3 —— 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 = 8
4 —— 1 << 4 —— 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 = 16
......
17 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0001
这个int数的二进制数中，第1位和第5位为1，这说明第0层和第4层需要检测，哪一位为1，哪个层（位数减1）需要检测

Unity之后会对每个层对应的二进制数进行位与 &计算（同1则1），如果某个层计算结果不为1，则相当于告诉Unity这个层需要检测

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填入的二进制数：
  17 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0001
Unity检测：
  第0层检测
  0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0001
& 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
= 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 != 0（告知Unity第0层需要检测）
  ......
  第4层检测
  0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0001
& 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000
= 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 != 0（告知Unity第4层需要检测）
  ......
最后确认第0层和第4层需要检测

可以看到一个int范围内的数就可以表示 所有想要的检测的层级信息的组合（2的32次方，这也是层级最多只有32层的原因）

我们通过 位运算 可以选择想要的检测层级

可以通过位或 |（有1则1）来选取多个层级
亦或是对0进行位取反 ~（所有位全部变为1）来全选层级
然后用异或 ^（相同为0，不同为1）来剔除某个层级

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1 << LayerMask.NameToLayer("UI") | 1 << LayerMask.NameToLayer("Default")  //通过位或（有1则1）连接，可以多选层级
  0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000
| 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
= 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0001 = 17
  第1位和第5位为1，这说明第0层和第4层需要检测

(~0) ^ (1 << LayerMask.NameToLayer("UI"))    //通过位取反全选，通过异或（相同为0，不同为1）来剔除某个层级
~ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
= 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
^ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000
= 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1111
  第5位不为1，这说明第4层不需要检测

如何进行范围检测

必备条件：想要被范围检测到的对象 必须具备碰撞器

注意点：

  1. 范围检测相关API 只有当执行该句代码时 进行一次范围检测 它是瞬时的
  2. 范围检测相关API并不会真正产生一个碰撞器 只是碰撞判断计算而已

范围检测API

盒状范围检测

  • 参数一：立方体中心点
  • 参数二：立方体三面距离中心点长度
  • 参数三：立方体角度
  • 参数四：检测指定层级（不填检测所有层） (特殊的填入规则​ ！)
  • 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​
  • 返回值：在该范围内的触发器（得到了对象触发器就可以得到对象的所有信息）
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print(LayerMask.NameToLayer("UI"));     //将层级名字转为对应的层级编号
Collider[] colliders = Physics.OverlapBox(Vector3.zero,
                                          Vector3.one,    //注意！这里的长宽高是距离中心点的长宽高而非立方体的长宽高，这就意味着这里创建了一个2，2，2的立方体
                                          Quaternion.AngleAxis(45, Vector3.up),
                                          1 << LayerMask.NameToLayer("UI") |     //重要知识点：这里的层级必须要这样填：对1左移检测的编号！
                                          1 << LayerMask.NameToLayer("Default"), //通过位或（有1则1）连接，可以多选层级
                                          QueryTriggerInteraction.UseGlobal);

for (int i = 0; i < colliders.Length; i++)
{
    print(colliders[i].gameObject.name);
}
盒状范围检测另一个API
  • 返回值：碰撞到的碰撞器数量
  • 参数：多了一个传入一个数组进行存储的参数，其他参数和Physics.OverlapBox()​比没有什么变化
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if (Physics.OverlapBoxNonAlloc(Vector3.zero, Vector3.one, colliders) != 0) { }

球形范围检测

  • 参数一：球中心点
  • 参数二：球半径
  • 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：在该范围内的触发器（得到了对象触发器就可以得到对象的所有信息）
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colliders = Physics.OverlapSphere(Vector3.zero, 5, 1 << LayerMask.NameToLayer("Default"), QueryTriggerInteraction.UseGlobal);
球形范围检测另一个API
  • 返回值：碰撞到的碰撞器数量
  • 参数：多了一个传入一个数组进行存储的参数，其他参数和Physics.OverlapSphere()​比没有什么变化
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if (Physics.OverlapSphereNonAlloc(Vector3.zero, 5, colliders) != 0) { }

胶囊范围检测

  • 参数一：半圆一中心点
  • 参数二：半圆二中心点，注意！胶囊直接通过两个半圆中心点来确定它的角度
  • 参数三：半圆半径
  • 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
  • 返回值：在该范围内的触发器（得到了对象触发器就可以得到对象的所有信息）
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colliders = Physics.OverlapCapsule(Vector3.zero, Vector3.up, 5, 
                                   1 << LayerMask.NameToLayer("Default"), 
                                   QueryTriggerInteraction.UseGlobal);
胶囊范围检测另一个API
  • 返回值：碰撞到的碰撞器数量
  • 参数：多了一个传入一个数组进行存储的参数，其他参数和Physics.OverlapCapsule()比没有什么变化
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if (Physics.OverlapCapsuleNonAlloc(Vector3.zero, Vector3.up, 5, colliders) != 0) { }