three.js利用射线Raycaster进行碰撞检测

网络编程 2024/12/24 佚名

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本文实例为大家分享了利用射线Raycaster进行碰撞检测的具体代码，供大家参考，具体内容如下

学习碰撞检测之前，我们先了解一下Raycaster类

Raycaster 应该翻译为“光线投射”，顾名思义，就是投射出去的一束光线。

Raycaster的构造函数如下

Raycaster( origin, direction, near, far ) {
origin — 射线的起点向量。
direction — 射线的方向向量，应该归一化。
near — 所有返回的结果应该比 near 远。Near不能为负，默认值为0。
far — 所有返回的结果应该比 far 近。Far 不能小于 near，默认值为无穷大。

使用Raycaster进行碰撞检测

用Raycaster来检测碰撞的原理很简单，我们需要以物体的中心为起点，向各个顶点（vertices）发出射线，然后检查射线是否与其它的物体相交。如果出现了相交的情况，检查最近的一个交点与射线起点间的距离，如果这个距离比射线起点至物体顶点间的距离要小，则说明发生了碰撞。

这个方法有一个缺点，当物体的中心在另一个物体内部时，是不能够检测到碰撞的。而且当两个物体能够互相穿过，且有较大部分重合时，检测效果也不理想。

还有需要注意的一点是：在Three.js中创建物体时，它的顶点（veritces）数目是与它的分段数目相关的，分段越多，顶点数目越多。为了检测过程中的准确度考虑，需要适当增加物体的分段。

检测光线是否与物体相交使用的是 intersectObject 或 intersectObjects 方法:

.intersectObject ( object, recursive )
 
//object — 检测该物体是否与射线相交。
//recursive — 如果设置，则会检测物体所有的子代。

相交的结果会以一个数组的形式返回，其中的元素依照距离排序，越近的排在越前.

这样通过对数组中的元素进行处理，就能得出想要的结果。

intersectObjects 与 intersectObject 类似，除了传入的参数是一个数组之外，并无大的差别。

/**
 * 功能：检测 movingCube 是否与数组 collideMeshList 中的元素发生了碰撞
 * 
 */
var originPoint = movingCube.position.clone();
 
for (var vertexIndex = 0; vertexIndex < movingCube.geometry.vertices.length; vertexIndex++) {
 // 顶点原始坐标
 var localVertex = movingCube.geometry.vertices[vertexIndex].clone();
 // 顶点经过变换后的坐标
 var globalVertex = localVertex.applyMatrix4(movingCube.matrix);
 // 获得由中心指向顶点的向量
 var directionVector = globalVertex.sub(movingCube.position);
 
 // 将方向向量初始化
 var ray = new THREE.Raycaster(originPoint, directionVector.clone().normalize());
 // 检测射线与多个物体的相交情况
 var collisionResults = ray.intersectObjects(collideMeshList);
 // 如果返回结果不为空，且交点与射线起点的距离小于物体中心至顶点的距离，则发生了碰撞
 if (collisionResults.length > 0 && collisionResults[0].distance < directionVector.length()) {
  crash = true; // crash 是一个标记变量
 }
}

在Three.js中是使用矩阵来记录3D转换的，每一个Object3D的实例都有一个矩阵，存储了位置position，旋转rotation和伸缩scale。

var globalVertex = localVertex.applyMatrix4(movingCube.matrix);

这一句代码将物体的本地坐标乘以变换矩阵，得到了这个物体在世界坐标系中的值，处理之后的值才是我们所需要的。

下面是一个测试的完整实例：

index.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
 <meta charset="UTF-8">
 <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
 <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
 <script src="/UploadFiles/2021-04-02/three.js">

Main.js


var scene,camera,controls,renderer,cube,originPoint;
var WIDTH,HEIGHT;
var objects = [];
//创建渲染器
function initRenderer(){
 WIDTH = window.innerWidth;
 HEIGHT = window.innerHeight;
 renderer = new THREE.WebGLRenderer({
  antialias:true,
 });
 renderer.setSize(WIDTH,HEIGHT);
 renderer.setPixelRatio(WIDTH/HEIGHT);
 document.getElementById('canvas-frame').appendChild(renderer.domElement);
 
}
//创建场景
function initScene(){
 scene = new THREE.Scene();
 scene.background = new THREE.Color( 0xf0f0f0 );
}
//创建相机
function initCamera(){
 camera = new THREE.PerspectiveCamera(50,WIDTH/HEIGHT,1,10000);
 camera.position.set(0,0,1000);
 camera.lookAt(0,0,0);
}
//创建光源
function initLight(){
 // 方向光
 var directionalLight = new THREE.DirectionalLight( 0xffffff, 0.5 );
 scene.add( directionalLight );
 // 环境光
 scene.add( new THREE.AmbientLight( 0x505050 ) );
}
//创建对象
function initObject(){
 var geometry = new THREE.BoxBufferGeometry( 40, 40, 40 );
 
 for ( var i = 0; i < 2; i ++ ) {
 
  var object = new THREE.Mesh( geometry, new THREE.MeshLambertMaterial( { color: Math.random() * 0xffffff } ) );
  //随机位置
  object.position.x = Math.random() * 1000 - 500;
  object.position.y = Math.random() * 600 - 300;
  object.position.z = Math.random() * 800 - 400;
  //随机角度
  object.rotation.x = Math.random() * 2 * Math.PI;
  object.rotation.y = Math.random() * 2 * Math.PI;
  object.rotation.z = Math.random() * 2 * Math.PI;
  //随机大小
  object.scale.x = Math.random() * 2 + 1;
  object.scale.y = Math.random() * 2 + 1;
  object.scale.z = Math.random() * 2 + 1;
  //开启阴影
  object.castShadow = true;
  object.receiveShadow = true;
 
  scene.add( object );
  // 放入数组
  objects.push( object );
 
 }
 // 
 var geometry = new THREE.BoxGeometry( 80, 80, 80 );
 var material = new THREE.MeshLambertMaterial( {color: 0xfff000} );
 cube = new THREE.Mesh( geometry, material );
 scene.add( cube );
 /**
  * .clone () : Vector3
  * 返回一个新的Vector3，其具有和当前这个向量相同的x、y和z。
  */
 originPoint = cube.position.clone();
 
}
//创建控制器
function initControls(){
 // TrackballControls 轨迹球控件，最常用的控件，可以使用鼠标轻松的移动、平移，缩放场景。
 controls = new THREE.TrackballControls( camera );
 controls.rotateSpeed = 1.0;// 旋转速度
 controls.zoomSpeed = 1.2;// 缩放速度
 controls.panSpeed = 0.8;// 平controls
 controls.noZoom = false;
 controls.noPan = false;
 controls.staticMoving = true;// 静止移动，为 true 则没有惯性
 controls.dynamicDampingFactor = 0.3;// 阻尼系数 越小 则滑动越大
 // DragControls 初始化拖拽控件
 var dragControls = new THREE.DragControls( objects, camera, renderer.domElement );
 // 开始拖拽
 dragControls.addEventListener( 'dragstart', function () {
 
  controls.enabled = false;
 
 } );
 // 拖拽结束
 dragControls.addEventListener( 'dragend', function () {
 
  controls.enabled = true;
 
 } );
}
 
function initThree(){
 initRenderer();
 initScene();
 initCamera();
 initLight();
 initObject();
 initControls();
 animation();
}
//循环
function animation(){
 requestAnimationFrame(animation);
 renderer.render(scene,camera);
 // 更新控制器
 controls.update();
 // 循环碰撞检测
 for (var i = 0; i < cube.geometry.vertices.length; i++) {
  // 顶点原始坐标
  var localVertex = cube.geometry.vertices[i].clone();
  // 顶点经过变换后的坐标
  // matrix 局部变换矩阵。 applyMatrix4 并返回新Matrix4(4x4矩阵)对象.
  var globalVertex = localVertex.applyMatrix4(cube.matrix);
  // 获得由中心指向顶点的向量
  var directionVector = globalVertex.sub(cube.position);
  // 将方向向量初始化
  var ray = new THREE.Raycaster(originPoint, directionVector.clone().normalize());
  // 检测射线与多个物体的相交情况
  var collisionResults = ray.intersectObjects(objects);
  // 如果返回结果不为空，且交点与射线起点的距离小于物体中心至顶点的距离，则发生了碰撞
  if (collisionResults.length > 0 && collisionResults[0].distance < directionVector.length()) {
   console.log('碰撞！');
  }
 }
 
}


以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。

three.js,Raycaster,碰撞检测

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这里面让他访问的是一个国服的战网网址，com.cn和后面的zh都非常明白地表明这就是国服战网。
而他在复制这个网址并且进行登录之后，确实是网易的网址，也就是我们熟悉的停服之后国服发布的暴雪游戏产品运营到期开放退款的说明。这是一件比较奇怪的事情，因为以前都没有出现这样的情况，现在突然提示跳转到国服战网的网址，是不是说明了简体中文客户端已经开始进行更新了呢？

更新日志

2024年12月24日

three.js利用射线Raycaster进行碰撞检测

vue实现导航标题栏随页面滚动渐隐渐显效果

JS实现碰撞检测效果

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