three.js利用射線Raycaster進行碰撞檢測
阿新 • • 發佈：2020-03-13
本文例項為大家分享了利用射線Raycaster進行碰撞檢測的具體程式碼，供大家參考，具體內容如下
學習碰撞檢測之前，我們先了解一下Raycaster類
Raycaster 應該翻譯為“光線投射”，顧名思義，就是投射出去的一束光線。
Raycaster的建構函式如下
Raycaster( origin,direction,near,far ) {
origin — 射線的起點向量。
direction — 射線的方向向量，應該歸一化。
near — 所有返回的結果應該比 near 遠。Near不能為負，預設值為0。
far — 所有返回的結果應該比 far 近。Far 不能小於 near，預設值為無窮大。使用Raycaster進行碰撞檢測
用Raycaster來檢測碰撞的原理很簡單，我們需要以物體的中心為起點，向各個頂點（vertices）發出射線，然後檢查射線是否與其它的物體相交。如果出現了相交的情況，檢查最近的一個交點與射線起點間的距離，如果這個距離比射線起點至物體頂點間的距離要小，則說明發生了碰撞。
這個方法有一個 缺點 ，當物體的中心在另一個物體內部時，是不能夠檢測到碰撞的。而且當兩個物體能夠互相穿過，且有較大部分重合時，檢測效果也不理想。
還有需要 注意 的一點是：在Three.js中建立物體時，它的頂點（veritces）數目是與它的分段數目相關的，分段越多，頂點數目越多。為了檢測過程中的準確度考慮，需要適當增加物體的分段。
檢測光線是否與物體相交使用的是 intersectObject 或 intersectObjects 方法:
.intersectObject ( object,recursive ) //object — 檢測該物體是否與射線相交。 //recursive — 如果設定，則會檢測物體所有的子代。
相交的結果會以一個數組的形式返回，其中的元素依照距離排序，越近的排在越前.
這樣通過對陣列中的元素進行處理，就能得出想要的結果。
intersectObjects 與 intersectObject 類似，除了傳入的引數是一個數組之外，並無大的差別。
/**
* 功能：檢測 movingCube 是否與陣列 collideMeshList 中的元素髮生了碰撞
*
*/
var originPoint = movingCube.position.clone();
for (var vertexIndex = 0; vertexIndex < movingCube.geometry.vertices.length; vertexIndex++) {
// 頂點原始座標
var localVertex = movingCube.geometry.vertices[vertexIndex].clone();
// 頂點經過變換後的座標
var globalVertex = localVertex.applyMatrix4(movingCube.matrix);
// 獲得由中心指向頂點的向量
var directionVector = globalVertex.sub(movingCube.position);
// 將方向向量初始化
var ray = new THREE.Raycaster(originPoint,directionVector.clone().normalize());
// 檢測射線與多個物體的相交情況
var collisionResults = ray.intersectObjects(collideMeshList);
// 如果返回結果不為空，且交點與射線起點的距離小於物體中心至頂點的距離，則發生了碰撞
if (collisionResults.length > 0 && collisionResults[0].distance < directionVector.length()) {
crash = true; // crash 是一個標記變數
}
}在Three.js中是使用矩陣來記錄3D轉換的，每一個Object3D的例項都有一個矩陣，儲存了位置position，旋轉rotation和伸縮scale。
var globalVertex = localVertex.applyMatrix4(movingCube.matrix);
這一句程式碼將物體的本地座標乘以變換矩陣，得到了這個物體在世界座標系中的值，處理之後的值才是我們所需要的。
下面是一個測試的完整例項：
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="../js/three.js"></script> <script src="../js/controls/DragControls.js"></script> <script src="../js/controls/TrackballControls.js"></script> <script src="../js/stats.min.js"></script> <script src="Main.js"></script> <title>Document</title> </head> <body οnlοad="initThree();"> <div id="canvas-frame"></div> </body> </html>
Main.js
var scene,camera,controls,renderer,cube,originPoint;
var WIDTH,HEIGHT;
var objects = [];
//建立渲染器
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);
}
//建立場景
function initScene(){
scene = new THREE.Scene();
scene.background = new THREE.Color( 0xf0f0f0 );
}
//建立相機
function initCamera(){
camera = new THREE.PerspectiveCamera(50,WIDTH/HEIGHT,1,10000);
camera.position.set(0,1000);
camera.lookAt(0,0);
}
//建立光源
function initLight(){
// 方向光
var directionalLight = new THREE.DirectionalLight( 0xffffff,0.5 );
scene.add( directionalLight );
// 環境光
scene.add( new THREE.AmbientLight( 0x505050 ) );
}
//建立物件
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 } ) );
//隨機位置
object.position.x = Math.random() * 1000 - 500;
object.position.y = Math.random() * 600 - 300;
object.position.z = Math.random() * 800 - 400;
//隨機角度
object.rotation.x = Math.random() * 2 * Math.PI;
object.rotation.y = Math.random() * 2 * Math.PI;
object.rotation.z = Math.random() * 2 * Math.PI;
//隨機大小
object.scale.x = Math.random() * 2 + 1;
object.scale.y = Math.random() * 2 + 1;
object.scale.z = Math.random() * 2 + 1;
//開啟陰影
object.castShadow = true;
object.receiveShadow = true;
scene.add( object );
// 放入陣列
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
* 返回一個新的Vector3，其具有和當前這個向量相同的x、y和z。
*/
originPoint = cube.position.clone();
}
//建立控制器
function initControls(){
// TrackballControls 軌跡球控制元件，最常用的控制元件，可以使用滑鼠輕鬆的移動、平移，縮放場景。
controls = new THREE.TrackballControls( camera );
controls.rotateSpeed = 1.0;// 旋轉速度
controls.zoomSpeed = 1.2;// 縮放速度
controls.panSpeed = 0.8;// 平controls
controls.noZoom = false;
controls.noPan = false;
controls.staticMoving = true;// 靜止移動，為 true 則沒有慣性
controls.dynamicDampingFactor = 0.3;// 阻尼係數 越小 則滑動越大
// DragControls 初始化拖拽控制元件
var dragControls = new THREE.DragControls( objects,renderer.domElement );
// 開始拖拽
dragControls.addEventListener( 'dragstart',function () {
controls.enabled = false;
} );
// 拖拽結束
dragControls.addEventListener( 'dragend',function () {
controls.enabled = true;
} );
}
function initThree(){
initRenderer();
initScene();
initCamera();
initLight();
initObject();
initControls();
animation();
}
//迴圈
function animation(){
requestAnimationFrame(animation);
renderer.render(scene,camera);
// 更新控制器
controls.update();
// 迴圈碰撞檢測
for (var i = 0; i < cube.geometry.vertices.length; i++) {
// 頂點原始座標
var localVertex = cube.geometry.vertices[i].clone();
// 頂點經過變換後的座標
// matrix 區域性變換矩陣。 applyMatrix4 並返回新Matrix4(4x4矩陣)物件.
var globalVertex = localVertex.applyMatrix4(cube.matrix);
// 獲得由中心指向頂點的向量
var directionVector = globalVertex.sub(cube.position);
// 將方向向量初始化
var ray = new THREE.Raycaster(originPoint,directionVector.clone().normalize());
// 檢測射線與多個物體的相交情況
var collisionResults = ray.intersectObjects(objects);
// 如果返回結果不為空，且交點與射線起點的距離小於物體中心至頂點的距離，則發生了碰撞
if (collisionResults.length > 0 && collisionResults[0].distance < directionVector.length()) {
console.log('碰撞！');
}
}
}
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支援我們。