Unity3D-游戏中的技能碰撞检测

在游戏战斗中，我们会用到各种各样的碰撞检测，来判断是否打中了目标

比如扇形检测/圆形检测

还有矩形检测，王者荣耀里后羿的大招就是一个很长的矩形碰撞体

这些在Unity3D引擎中其实都封装好了一些Collider组件去检测碰撞，但是我最近写帧同步算法的时候，发现U3D中的碰撞算法执行顺序不可控，会导致不同步的现象，所以就只好苦逼的自己写碰撞检测算法了。

我们游戏是一个3D动作类游戏，大概的碰撞可以分为几类

1. 圆柱体（把人/怪物的碰撞设定位一个圆柱体，U3D里是胶囊体，是为了解决一些边缘精度问题，但是我们游戏里的话圆柱就够用了）
2. 球体
3. 立方体

需要检测的碰撞有

1.检测圆柱体跟球体的碰撞

2.立方体跟圆柱体的碰撞

具体实现：

1.球体跟圆柱体碰撞检测

 1     /// <summary>
 2     /// 检测球体跟圆柱体碰撞
 3     /// </summary>
 4     /// <param name="x1">球体X</param>
 5     /// <param name="y1">球体Y</param>
 6     /// <param name="z1">球体Z</param>
 7     /// <param name="r1">球体半径</param>
 8     /// <param name="x2">圆柱体X</param>
 9     /// <param name="y2">圆柱体Y</param>
10     /// <param name="z2">圆柱体Z</param>
11     /// <param name="r2">圆柱半径</param>
12     /// <param name="h2">圆柱体高度</param>
13     public static bool CheckCircleAndCylinderCollider(float x1, float y1, float z1, float r1,
14     float x2, float y2, float z2, float r2, float h2)
15     {
16         float dx = x2 - x1;
17         float dy = y2 - y1;
18         float dz = z2 - z1;
19         float disSqua = (dx * dx) + (dz * dz);
20         float rSqua = (r1 + r2) * (r1 + r2);
21         bool heightCheck = Math.Abs(y1 - y2) < r1 + h2 / 2;
22         return heightCheck && disSqua < rSqua;
23     }

1.检测两个圆有没有相交

2.检测Y轴的距离是否小于球半径+圆柱体高度的一半

这里是把球体也当成了圆柱体进行检测，好处就是：效率高。 缺点是：不精确，没有考虑X,Z轴的旋转

但由于我们游戏中圆柱体不会有X,Z轴的旋转，所以这样的做法是最高效的

精确性问题：把圆柱体变成胶囊体，两端用两个球体来计算检测，这样会更精确，同时性能也会降低

2.立方体跟圆柱体的碰撞

这里先把问题简化成矩形跟圆形的碰撞检测

计算方法是先找到矩形上离圆形最短距离u，然后再比较u是否小于圆形的半径r

1. 首先利用绝对值把 p - c 转移到第一象限，下图显示不同象限的圆心也能映射至第一象限，这不影响相交测试的结果：

2. 然后，把 v 减去 h，负数的分量设置为0，就得到圆心与矩形最短距离的矢量 u。下图展示了4种情况，红色的u是结果。

 最后要比较u和r的长度,若距离少于r,则两者相交。可以只求u的长度平方是否小于r的平方 

具体做法可以参考这里：https://www.zhihu.com/question/24251545

对于AABB包围盒，这样就已经可以检测碰撞了，但是如果矩形是旋转的OBB包围盒呢？

我这里是实现了一个OBB的包围盒类，记录了坐标,角度，碰撞检测的时候先把圆的角度旋转到OBB的坐标系里

利用旋转公式：

x2 = x * Mathf.Cos(rad) - z * Mathf.Sin(rad);

z2= x * Mathf.Sin(rad) + z * Mathf.Cos(rad);

然后再用那篇文章里说的方式计算矩形跟圆是否相交

最后再通过两者 Y轴的距离 < (圆柱体高度+立方体的高度)/2 ，如果小于则相交

这种方法的优势：效率高，而且精确

缺点是这个3D的OBB只能沿Y轴旋转，不过也够用了 

如果像王者荣耀类型的游戏，感觉不需要扩展到3D，2D检测应该就够用了