Unity2D开发入门-Collider 碰撞体与碰撞检测

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Unity2D开发入门-Collider 碰撞体与碰撞检测

前言

在Unity2D中，有多个Collider组件可用于进行碰撞检测和物体交互。以下是一些常用的Collider组件及其功能介绍：

  1. Box Collider 2D（盒碰撞器）：创建一个矩形的碰撞器，可以通过设置大小属性来定义碰撞器的宽度和高度。
  2. Circle Collider 2D（圆形碰撞器）：创建一个圆形的碰撞器，可以通过设置半径属性来定义圆的大小。
  3. Polygon Collider 2D（多边形碰撞器）：创建一个自定义形状的碰撞器，可以通过添加多边形的顶点来定义一个复杂的碰撞形状。
  4. Edge Collider 2D（边缘碰撞器）：创建一个由一系列直线段组成的碰撞器，用于定义边缘、墙壁或地图的碰撞形状。
  5. Capsule Collider 2D（胶囊碰撞器）：创建一个胶囊形状的碰撞器，可以通过设置半径和高度属性来定义胶囊的大小。
  6. Composite Collider 2D（复合碰撞器）：用于合并多个碰撞器为单个碰撞器，可以优化性能，尤其在大型地图等情况下。

以上是Unity2D中常用的Collider组件，每个碰撞器都有其特定的用途和适用场景。选择适当的碰撞器类型取决于你的需求，例如对象的形状、精确性要求和性能要求等。要在对象上添加Collider组件，可以通过Unity编辑器的组件面板或使用代码进行手动添加。碰撞器通常与刚体（Rigidbody）组件一起使用，以实现物体之间的物理交互和碰撞检测。

碰撞的检测方法

在Unity中，碰撞检测是指在场景中检测物体之间是否发生碰撞的过程。Unity提供了多种方式来进行碰撞检测：

  1. 刚体碰撞检测：通过给物体添加刚体组件（Rigidbody），可以启用物体之间的物理交互和碰撞检测。

    当两个带有刚体组件的物体发生碰撞时，Unity会自动进行碰撞检测，并触发相应的碰撞事件（如OnCollisionEnter、OnCollisionStay、OnCollisionExit等），供开发者处理。

  2. Trigger触发器：Trigger是一种特殊的碰撞器（如Collider组件的isTrigger属性设为true），用于检测物体之间的接触，而不需要物体发生物理交互。

    当一个物体与Trigger碰撞器接触时，会触发相应的事件（如OnTriggerEnter、OnTriggerStay、OnTriggerExit等），供开发者处理。

  3. 物理射线检测：使用物理射线（Physics.Raycast、Physics2D.Raycast）可以发射一条射线来检测是否与场景中的物体发生碰撞。根据射线与物体的交点，可以进行进一步的处理。

  4. Overlap检测：使用Overlap系列函数（如Physics.CheckSphere、Physics.OverlapBox、Physics2D.OverlapCircle等）可以检测特定形状的区域内是否存在物体。这些函数可以返回与指定区域重叠的物体列表，供开发者进一步处理。

  5. 物理材质和碰撞层：通过为物体设置不同的物理材质和碰撞层，可以控制物体之间的碰撞检测和行为。物理材质可以影响碰撞的摩擦力、弹性等属性，碰撞层可以决定哪些物体会发生碰撞。

无论使用哪种碰撞检测方式，都需要在物体上添加对应的碰撞器组件（如Box Collider、Circle Collider等），以及处理相应的碰撞事件。开发者可以在碰撞事件中编写自定义的逻辑，例如触发特定的游戏事件、修改物体属性等。

使用触发器

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private void OnTriggerEnter2D(Collider2D col)
{

}

private void OnTriggerExit2D(Collider2D col)
{

}

private void OnTriggerStay2D(Collider2D col)
{

}

在Unity中，2D触发器（Trigger）有以下几个相关的方法：

  1. OnTriggerEnter2D(Collider2D other):
    • 作用：当有物体的碰撞器进入触发器时被调用。
    • 参数：other是进入触发器的碰撞器。
  2. OnTriggerStay2D(Collider2D other):
    • 作用：当有物体的碰撞器停留在触发器内时被调用（每一帧调用）。
    • 参数：other是停留在触发器内的碰撞器。
  3. OnTriggerExit2D(Collider2D other):
    • 作用：当有物体的碰撞器离开触发器时被调用。
    • 参数：other是离开触发器的碰撞器。

刚性碰撞检测

Unity中有多种方法可以进行碰撞检测。

以下是一些常用的方法及示例：

OnCollisionEnter(Collision2D collision)
当物体首次接触到其他物体时触发该方法。

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void OnCollisionEnter2D(Collision2D collision)
{
    if (collision.gameObject.CompareTag("Player"))
    {
        Debug.Log("碰到了玩家！");
    }
}

OnCollisionStay2D(Collision2D collision)
当物体与其他物体持续接触时触发该方法。

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void OnCollisionStay2D(Collision2D collision)
{
    if (collision.gameObject.CompareTag("Enemy"))
    {
        Debug.Log("与敌人持续碰撞中！");
    }
}

OnCollisionExit2D(Collision2D collision)
当物体与其他物体分离时触发该方法。

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void OnCollisionExit2D(Collision2D collision)
{
    if (collision.gameObject.CompareTag("Obstacle"))
    {
        Debug.Log("与障碍物分离！");
    }
}

射线检测

使用射线检测两个点之间的碰撞情况。

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// 创建一个从 transform.position 开始的射线
Vector2 rayOrigin = this.transform.position;
Vector2 rayDirection = Vector2.right;
// 射线检测
RaycastHit2D hit = Physics2D.Raycast(
    rayOrigin,
    rayDirection,
    100,
    1 << LayerMask.NameToLayer("Enemy")
);
// 如果射线击中了碰撞体
if (hit)
{
    // 获取击中的碰撞体
    Collider2D collider = hit.collider;
    // 获取击中点的坐标
    Vector2 hitPoint = hit.point;
    // 做出响应...
    Debug.Log("射中敌人:" + collider.name + "位置:" + hitPoint.ToString());
}

周围检测

检测指定位置周围的碰撞体。

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Collider2D[] colliders = Physics2D.OverlapCircleAll(
    this.transform.position,
    100
);
foreach (Collider2D collider in colliders)
{
    if (collider.gameObject.CompareTag("Enemy"))
    {
        Debug.Log("发现敌人！");
    }
}

设置layer

下面的写法和上面实现了同样的逻辑。

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Collider2D[] colliders = Physics2D.OverlapCircleAll(
    this.transform.position,
    100,
    1 << LayerMask.NameToLayer("Enemy")
);
foreach (Collider2D collider in colliders)
{
    Debug.Log("发现敌人！");
}

根据名称获取layerMask

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int layerMask

单个Layer

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int layerMask = 1 << LayerMask.NameToLayer("Enemy");

设置多个Layer

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int layerMask = 0;
layerMask |= 1 << LayerMask.NameToLayer("Enemy");
layerMask |= 1 << LayerMask.NameToLayer("Water");

刚体(Rigid Body 2D)

不同于 3D 刚体，2D 刚体具有以下三种类型：

Dynamic

物体会受到力的影响移动和旋转。

Kinematic

不受力的影响，只能通过代码让其动起来。
能和 Dynamic 2D 刚体产生碰撞，但是不会动，只会进入碰撞检测函数，因此没有质量、摩擦系数等属性。
性能消耗较低，主要是使用代码处理移动和旋转。

Static

完全不动的需要检测碰撞的对象，相当于时无限质量不可移动的对象，性能消耗最小，只能和 Dynamic 2D 刚体碰撞。

和它类似的有只加碰撞器而不加刚体的物体，它们会和刚体物体产生碰撞，但是自己不会动。

总结：

  1. Dynamic 动态刚体：受力的作用，要动要碰撞的对象。

  2. Kinematic 运动学刚体：通过刚体 API 移动的对象，不受力的作用，可以和Dynamic碰撞。

  3. Static 静态刚体：不动不受力作用的静态物体，可以和Dynamic碰撞。

Unity2D碰撞和触发

这里主要说2D游戏的碰撞和触发，和3D是不太一样的。

碰撞的生效条件

碰撞三要素：

  1. 碰撞发生在两个2D物体之间，两个物体设置了相互可碰撞（Layer Collision Matrix）。
  2. 碰撞双方都有碰撞体（都不能勾选触发器）。
  3. 发生碰撞的双方，至少一个是刚体（Rigidbody）,另一个是刚体或运动学刚体，不能都是运动学刚体。

响应的事件

  • OnCollisionEnter2D(Collision2D collision) 开始碰撞
  • OnCollisionStay2D(Collision2D collision) 碰撞中
  • OnCollisionExit2D(Collision2D collision) 碰撞分离

注意

方法都是带有2D，不带2D的是3D的碰撞事件不会被触发。

Edit => Project Settings...

只有勾选了可碰撞关系的才会碰撞。

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触发的生效条件

触发的条件很宽松，有些是我们以为不能触发的实际也能触发的。

  1. 发生在两个2D物体之间，两个物体即使设置了不能碰撞也能触发。

  2. 双方其中一方设置了触发器，双方都会产生触发回调（即使没有设置为触发器的一方也能产生触发回调），不能双方都没有设置触发器。

  3. 即使双方都是运动学刚体也能触发。

响应的事件

  • OnTriggerEnter2D(Collider2D col) 开始触发
  • OnTriggerExit2D(Collider2D col) 触发中
  • OnTriggerStay2D(Collider2D col) 触发分离

这样也是可以触发的

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