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unity3D【忽略碰撞】

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Unity 3D——忽略碰撞和射线

忽略碰撞:

忽略碰撞情况下的限制:1. 保存场景时忽略状态不能保存。2.只能在活动的对象物体上应用。如果用在失效的物体上,必须要调用一次Physics.IgnoreCollision。

有些时候我们不想让指定的两对象发生碰撞,即要忽略他们的碰撞

public Transform ball;

void Start() {

Physics.IgnoreCollision(ball.collider, this.collider);

}

射线概念:

射线是3D世界中一个点向一个方向发射无终点的线。在unity3d中我们发射的射线一旦与其他的碰撞器发生碰撞,射线将停止发射。在游戏制作过程中我们可以通过判断射线是否发生了碰撞,并且可以判断射线和谁发生了碰撞。应用范围非常广泛,如射击类游戏中用它来判断是否射中目标。

射线基础知识:

我们要想在游戏中发射一条射线,必须要有两个元素,一个起始点,一个方向。

Ray.origin:射线起点

Ray.direction:射线的方向

创建一条射线的方法Ray (origin : Vector3, direction : Vector3)

Origin是射线的起点,direction是射线的方向。

首先在场景中创建一个CUBE,创建一个c#文件,并输入如下代码:

列一:

using UnityEngine;

using System.Collections;

public class RayLine : MonoBehaviour {

public GameObject cube;

// Use this for initialization

void Start () {

}

// Update is called once per frame

void Update () {

Ray ray = new Ray (Vector3.zero,transform.position);//Vector3.zero为出

发点,transform.position为指向的方向

RaycastHit hit;//定义光线投射碰撞体

Physics.Raycast (ray,out hit,1000);//光的放射位置,阻止的位置,光的照射距离

Debug.DrawLine (ray.origin,hit.point ,Color.cyan);//输出光从光的放射点到阻止点,光的颜色为Cyan

}

}

列二:利用鼠标点击种豆事件

public Transform explosion;

void Update ()

{

if(Input.GetMouseButtonDown(0)) //获取鼠标点击事件

{

//定义一条射线

Ray ray=Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition); RaycastHit hit;

if(Physics.Raycast (ray, out hit, 100)) //如果射线发生碰撞 {

Transform theClonedExplosion; //实例化物体

//hit.point为碰撞点的坐标

theClonedExplosion =Instantiate(explosion, hit.point,

transform.rotation)as Transform;

}

}

碰撞检测

二维碰撞检测算法 碰撞检测(Collision Detection,CD)也称为干涉检测或者接触检测,用来检测不同对象之间是否发生了碰撞,它是计算机动画、系统仿真、计算机图形学、计算几何、机器人学、CAD\ CAM等研究领域的经典问题。 碰撞物体可以分为两类:面模型和体模型。面模型是采用边界来表示物体,而体模型则是使用体元表示物体。面模型又可根据碰撞后物体是否发生形变分为刚体和软体,刚体本身又可根据生成方式的不同分为曲面模型和非曲面模型。目前对于碰撞的研究多集中于面模型的研究,因为体模型是一种三维描述方式,对它进行碰撞检测代价较高。而在面模型的研究中,对刚体的研究技术更为成熟。 下面列举几种常用的碰撞检测技术: 1:包围盒(bounding box)是由Clark提出的,基本思想是使用简单的几何形体包围虚拟场景中复杂的几何物体,当对两个物体进行碰撞检测时,首先检查两个物体最外层的包围盒是否相交,若不相交,则说明两个物体没有发生碰撞,否则再对两个物体进行检测。基于这个原理,包围盒适合对远距离物体的碰撞检测,若距离很近,其物体之间的包围盒很容易相交,会产生大量的二次检测,这样就增大了计算量。 包围盒的类型主要有AABB(Aligned Axis Bounding Box)沿坐标轴的包围盒、包围球、OBB(Oriented Bounding Box)方向包围盒和k-DOP(k Discrete Orientation Polytopes)离散方向多面体等。 AABB是包含几何对象且各边平行于坐标轴的最小六面体,两个AABB包围盒相交当且仅当它们三个坐标轴上的投影均重叠,只要存在一个方向上的投影不重叠,那么它们就不相交。AABB间的相交测试和包围体的更新速度比其他算法

虚拟手术中实时碰撞检测技术

虚拟手术中实时碰撞检测技术研究 彭 磊 张裕飞 王秀娟 (泰山医学院 信息工程学院 山东 泰安 271016) 摘 要: 碰撞检测是虚拟手术的关键技术,为提高检测速度,满足系统实时性的要求,提出空间剖分和层次包围盒相结合的方法。使用八叉树表示法对虚拟场景进行空间剖分,在叶节点构建层次包围盒。进行碰撞检测时属于不同八叉树节点的几何元素不会相交,否则使用层次包围盒算法继续进行检测,对于有可能相交的几何元素再进行精确相交检测。 关键词: 虚拟手术;碰撞检测;空间剖分;层次包围盒 中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1120029-02 进行碰撞检测时从八叉树的根节点开始,计算两几何元素0 引言 是否属于同一节点,如果不属于同一节点则不相交,如果属于虚拟手术是集医学、生物力学、材料学、计算机图形学、同一节点,递归的到下一级节点进行检查,直到发现两几何元虚拟现实等诸多学科为一体的交叉研究领域。虚拟手术在医学素属于同一叶节点,则需要进一步使用层次包围盒进行检查。 中的应用主要包括:手术计划与过程模拟、术中导航与监护、 2 层次包围盒 手术教学与训练等。碰撞检测是虚拟手术系统中的关键技术,贯穿于虚拟手术的整个过程。 对于八叉树的每个叶节点包含的几何元素,建立层次包围虚拟手术系统中的对象根据材质可分为刚体组织和软件组盒(Bounding Volume Hierarchy ,BVH )。相对于单纯的层次织。骨骼、手术器械等属于刚体组织,而人体的许多器官如肌包围盒技术,使用空间剖分与层次包围盒相结合的方法进行碰肉、血管、肝脏等属于软体组织。以往大部分碰撞检测的研究撞检测,构建的层次树规模更小,计算量更少。层次包围工作都是针对刚体对象的。与刚体相比较,软体组织由于其特殊的物理性质,在外力或某些操作的作用下会发生几何形状、位置甚至数量上的变化,因此基于软体组织的碰撞检测需要更详细的信息和更多的处理。 最简单的碰撞检测方法是对场景中的几何元素进行两两相2交测试,其时间复杂度为O(n ),虽然这种方法可以得到正确的结果,但是当场景中的几何模型稍微增多些,其实时性便无法满足实际的需求。为了尽可能地减少参与相交测试的几何元素的数量,提高系统的实时性,目前碰撞检测技术使用的主要算法有:层次包围盒法,空间分割法,基于网格剖分的方法[1]。但是这些经典的算法也都存在着构造难度大、紧密性差、相交测试复杂、效率低等缺点。 本文采用空间剖分和层次包围盒相结合的方法,简化了几何信息的表示,进行碰撞检测时可排除明显不相交的几何元素,无法排除的再进行精确相交检测,从而减少计算量,加速碰撞检测速度,提高系统实时性。 1 空间剖分技术 整个虚拟手术的场景空间递归的剖分成若干个网格单元,每一个几何元素都属于某个网格单元,处于同一网格单元内的几何元素才有相交的可能,不在同一网格单元的几何元素一定不会相交。采用八叉树的表示方法进行空间剖分。即包含整个场景的立方体作为八叉树的根节点,立方体的3条棱边分别与x ,y ,z 轴平行。递归的将立方体剖分为8个小块,如图1(a )所示,生成8个子节点,直到达到指定的剖分层次为止,如图1(b )所示,每个叶节点包含有限个几何元素。 图1 八叉树表示法 盒包括包围盒和层次树两种数据结构。 2.1 包围盒 包围盒技术是减少相交检测次数,降低碰撞检测复杂度的一种有效的方法。其基本思想是用几何形状相对简单的封闭表面将一复杂几何元素包裹起来,首先进行包围盒之间的相交测试,排除明显不相交的几何元素,无法排除的几何元素,再进一步进行精确的相交测试,从而达到减少相交测试计算量的目的。常见的包围盒类型有:包围球(Bounding Sphere )、沿坐标轴的包围盒(Axis Aligned Bounding Box ,AABB )、方向包围盒(Oriented Bounding Box ,OBB )。离散方向包围盒(k-Discrete Orientation Polytopes ,k-DOPs )等[2],如图2所示。 图2 包围盒 由于虚拟手术对实时性要求较高,本文选择AABB 型包围盒,AABB 是平行于坐标轴的,包含几何元素的最小正立方体。其优点是:1)易于构建,只需要计算所包含几何元素的顶点的x ,y ,z 坐标的最大值和最小值,存储6个浮点数即可;2)相交测试计算量小,相交测试时只需对两个包围盒在三个坐标轴上的投影分别进行比较,最多6次比较运算即可。 2.2 包围盒层次树 包围盒层次树即包围盒的层次结构,层次树的根节点包含某个八叉树叶节点几何元素的全集,向下逐层分裂,直到每个叶节点表示一个基本几何元素。常用的构建策略有自顶向下和自底向上两种。 自顶向下的方法首先建立根结点,利用基于全集的信息递归地将每个节点分裂为两个或多个子集,直至生成只包含一个 基本图元的叶结点为止,从而建立一棵自顶向下的包围盒层次 ( )八叉树结构 ( )节点的剖分

实验四:基于BSP技术的室内场景渲染和碰撞检测

实验四:基于BSP???碰撞检测 姓名:班级:学号: 一、实验目 掌握BSP?原理; 熟悉Ogr?e中基于S P??法。 二、实验仪器 pc、visua?l studi?o 2010 、实验原理 ?过程 //网上检索B?S P相关 //利 Ogr?e实现基于B SP? 程?实现 ???A PI进行详细说明1、BSP相关? (1)BSP? BSP Trees??B i nar?y Space? Parti?o ning?trees? 二 ? 二 ?。 : ?; 中?光照运算;BSP?预 。 (2)BSP原理? 顺 判定 BSP:二 ?。 ?????? 。 ??定过 ??? 一 ?B S P。 ?上 于 ?件Z Buf?f er?后向前画。

?于?Z B uff?e r?前向后 ? 于后画 ??遮挡而 Z?B uffe?r CUT 而 ?高。 筛选优化 ?进行顺 判?定? 中 ?上?? 过?筛选。 PVS ?减外BSP?过?进行进一 ?筛选优化?。 理?解Po?r tal: ??。Porta?l?于 一? 进行 ? 算 算 ?; 二 法??集合PV?S?候 同 ??? 关 候 ??PVS? 关 ? 。 前 ?D 候?BC?过PVS?测试 A一 ??C U T。

(3)BSP? BSP?流程: 1) ???PVS?信息; 2) ?; 3)??判 ????理; ? 中 判 上级 ?。 4) ????? 理( ) 后 ?理 ; ? 理 ? 后 理? ; 5) ? 判 PVS??中? 进?行。 2、程 实现 ??相API? 详细?说明 多边 A 一 顶 位于多边 组 一 说多边 A位于多边 “前 ”参考左图。 想象一 一 盒 6 组 朝向盒说盒 一“凸多边 ”朝向盒 盒 “凸多边”。 图1.2 让 一 何确定一 图元集合 否一 “凸多边 ” 伪算法 : (1) - 参 : o n –确定一 D 中 相 位置 参考多边 。 –待确定 D 中 。 返 值: 位于多边 哪一边。 功 : 确定一 位于 多边定义 哪一边。

碰撞检测技术

碰撞检测技术 碰撞检测技术2011-05-06 23:00 技术--引擎2008-09-05 19:50:55阅读251 10.3碰撞检测技术 到目前为止,构造的各种对象都是相互独立的,在场景中漫游各种物体,墙壁、树木对玩家(视点)好像是虚设,可以任意从其中穿越。为了使场景人物更加完善,还需要使用碰撞检测技术。 10.3.1碰撞检测技术简介 无论是PC游戏,还是移动应用,碰撞检测始终是程序开发的难点,甚至可以用碰撞检测作为衡量游戏引擎是否完善的标准。 好的碰撞检测要求人物在场景中可以平滑移动,遇到一定高度的台阶可以自动上去,而过高的台阶则把人物挡住,遇到斜率较小的斜坡可以上去,斜率过大则会把人物挡住,在各种前进方向被挡住的情况下都要尽可能地让人物沿合理的方向滑动而不是被迫停下。 在满足这些要求的同时还要做到足够精确和稳定,防止人物在特殊情况下穿墙而掉出场景。 做碰撞检测时,该技术的重要性容易被人忽视,因为这符合日常生活中的常识。如果出现Bug,很容易被人发现,例如人物无缘无故被卡住不能前进或者人物穿越了障碍。所以,碰撞检测是让很多程序员头疼的算法,算法复杂,容易出错。 对于移动终端有限的运算能力,几乎不可能检测每个物体的多边形和顶点的穿透,那样的运算量对手机等设备来讲是不可完成的,所以移动游戏上使用的碰撞检测不可能使用太精确的检测,而且对于3D碰撞检测问题,还没有几乎完美的解决方案。目前只能根据需要来取舍运算速度和精确性。

目前成功商业3D游戏普遍采用的碰撞检测是BSP树及AABB(axially aligned bounding box)包装盒(球)方式。简单地讲,AABB检测法就是采用一 个描述用的立方体或者球形体包裹住3D物体对象的整体(或者是主要部分),之后根据包装盒的距离、位置等信息来计算是否发生碰撞,如图10-24所示。 除了球体和正方体以外,其他形状也可以作包装盒,但是相比计算量和方 便性来讲还是立方体和球体更方便些,所以其他形状的包装只用在一些特殊场 合使用。BSP树是用来控制检测顺序和方向的数据描述。 在一个游戏场景中可能存在很多物体,它们之间大多属于较远位置或者相 对无关的状态,一个物体的碰撞运算没必要遍历这些物体,同时还可以节省重 要的时间。 如果使用单步碰撞检测,需要注意当时间步长较大时会发生两个物体完全 穿透而算法却未检测出来的问题,如图10-25所示。其解决方案是产生一个4D 空间,在物体运动的开始和结束时间之间产生一个4D超多面体,用于穿透测试。 图10-24 AABB包装盒图10-25碰撞检测的单步失控和4D测试 读者在程序开发初期有必要对碰撞检测有一个初步的估计,以免最后把大 量精力消耗在碰撞检测问题上,从而降低了在基础的图形编程之上的注意力。 10.3.2球体碰撞检测 真实的物理模拟系统需要非常精确的碰撞检测算法,但是游戏中常常只需 要较为简单的碰撞检测,因为只需要知道物体什么时候发生碰撞,而不用知道 模型的哪个多边形发生了碰撞,因此可以将不规则的物体投影成较规则的物体 进行碰撞检测。 球体只有一个自由度,其碰撞检测是最简单的数学模型,我们只需要知道 两个球体的球心和半径就能进行检测。 那么球体碰撞是如何工作的?主要过程如下。 n计算两个物体中心之间的距离,并且将其与两个球体的半径和进行比较。

BIM中的碰撞检测技术?在管线综合中的应用及分析

BIM中的碰撞检测技术 在管线综合中的应用及分析 作者:张骋 来源:《中华建设科技》2014年第06期 【摘要】本文介绍利用BIM中的管线碰撞检测功能优化管综设计,对比分析二维、三维设计中的不同,并对设计中常出现的碰撞原因进行分析,对碰撞现象进行分类,提出了管线分析及优化的工作流程。 【关键词】管线碰撞;检测优化管;综设计;碰撞原因 The using and analyzing of intercrossed pipeline in BIM MEPdetection Zhang Cheng (Tianjin architecture design institute BIM design center Tianjin 300074) 【Abstract】 Introduce the using and analyzing of intercrossed pipelinein BIM MEP detection ,and contrast the different between the model of 2D and 3D,analyze the reason of intercrossed pipeline familiar in usually design, range the phenomenon of intercrossed pipeline, suggest the flow of the pipeline location analyzing and optimizing 【Key words】 Intercrossed-pipeline-detection;Optimizing-the-pipeline-location;Pipeline-intercross-reason 1. 引言 碰撞检测是BIM技术应用初期最易实现、最直观、最易产生价值的功能之一。如图1所示,利用软件将二维图纸转换成三维模型的过程,不但是个校正的过程,解决漏和缺的问题,实际上更是个模拟施工的过程,在图纸中隐藏的空间问题可以轻易的暴露出来,解决错和碰的问题。这样的一个精细化的设计过程,能够提高设计质量,减少设计人现场服务的时间。并且,一个贴近实际施工的模型,对预算算量的精确度及工作量,能有巨大的提升和降低,对于施工、物业管理、后期维修等,均有裨益。一个质量良好的模型,对于整个建筑行业,都有着积极的意义。 2. 建模

(整理)3d碰撞检测技术

核心提示:10.3 碰撞检测技术到目前为止,构造的各种对象都是相互独立的,在场景中漫游各种物体,墙壁、树木对玩家(视点)好像是虚设,可以任意从其中穿越。为了使场景人物更加完善,还需要使用碰撞检测技术。 10.3.1 碰撞检测技术简介无论是PC游戏,还是移动应用, 10.3 碰撞检测技术 到目前为止,构造的各种对象都是相互独立的,在场景中漫游各种物体,墙壁、树木对玩家(视点)好像是虚设,可以任意从其中穿越。为了使场景人物更加完善,还需要使用碰撞检测技术。 10.3.1 碰撞检测技术简介 无论是PC游戏,还是移动应用,碰撞检测始终是程序开发的难点,甚至可以用碰撞检测作为衡量游戏引擎是否完善的标准。 好的碰撞检测要求人物在场景中可以平滑移动,遇到一定高度的台阶可以自动上去,而过高的台阶则把人物挡住,遇到斜率较小的斜坡可以上去,斜率过大则会把人物挡住,在各种前进方向被挡住的情况下都要尽可能地让人物沿合理的方向滑动而不是被迫停下。 在满足这些要求的同时还要做到足够精确和稳定,防止人物在特殊情况下穿墙而掉出场景。 做碰撞检测时,该技术的重要性容易被人忽视,因为这符合日常生活中的常识。如果出现Bug,很容易被人发现,例如人物无缘无故被卡住不能前进或者人物穿越了障碍。所以,碰撞检测是让很多程序员头疼的算法,算法复杂,容易出错。 对于移动终端有限的运算能力,几乎不可能检测每个物体的多边形和顶点的穿透,那样的运算量对手机等设备来讲是不可完成的,所以移动游戏上使用的碰撞检测不可能使用太精确的检测,而且对于3D碰撞检测问题,还没有几乎完美的解决方案。目前只能根据需要来取舍运算速度和精确性。 目前成功商业3D游戏普遍采用的碰撞检测是BSP树及AABB(axially aligned bounding box)包装盒(球)方式。简单地讲,AABB检测法就是采用一个描述用的立方体或者球形体包裹住3D物体对象的整体(或者是主要部分),之后根据包装盒的距离、位置等信息来计算是否发生碰撞,如图10-24所示。 除了球体和正方体以外,其他形状也可以作包装盒,但是相比计算量和方便性来讲还是立方体和球体更方便些,所以其他形状的包装只用在一些特殊场合使用。BSP树是用来控制检测顺序和方向的数据描述。 在一个游戏场景中可能存在很多物体,它们之间大多属于较远位置或者相对无关的状态,一个物体的碰撞运算没必要遍历这些物体,同时还可以节省重要的时间。

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