DOTS Unity.Physics物理引擎碰撞查询核心分析

最近DOTS发布了正式的版本,同时基于DOTS的理念实现了一套高性能的物理引擎，今天我们给大家分享和介绍一下这个物理引擎的碰撞查询以及核心相关概念。

Unity.Physics碰撞查询概述

 碰撞查询(Collison Qurey)是Unity.Physics物理引擎中的一个很重要的功能。很多游戏逻辑都需要基于碰撞查询来实现，比如一个子弹是否打到了物体，具体打在了哪个部位，这些都需要依赖Collison Qurey来实现。Unity Physics物理引擎有强大的碰撞查询功能，包含了:射线检测,形状检测,最近点计算等。

  碰撞查询(Collison Qurey)计算的时候，读取的是物理引擎里面的内部数据，更准确的说是broadphase阶段的内部数据。Broadphase阶段的计算发生在PhysicsInitializeGroup中计算。当我们完成broadphase 阶段的计算后，只有到下一次PhysicsInitializeGroup碰撞查询所需要数据才会更新。所以我们在DOTS编写代码的时候，要把碰撞查询的System代码放在PhysicsInitializeGroup之前或之后。如果你想要获得更精准的碰撞查询信息，可以在PhysicsSimulationGroup完成物理迭代的计算后,同步更新最新的物理数据到碰撞查询所需要的数据结构中，这样碰撞查询更精准但是也会消耗更多的性能。如果需要物理引擎迭代计算完后把数据同步到Collision Qurey所依赖的内部数据中，我们只要的打开SynchronizeCollisionWorld开关就可以了(组件PhysicsStep.SynchronizeCollisionWorld)。如果开启了SynchronizeCollisionWorld属性，我们需要把碰撞查询的代码逻辑System执行顺序放在PhysicsInitializeGroup之前或PhysicsSimulationGroup之后。

碰撞查询可以针对单个的碰撞器或者是整个物理世界。当我们是对整个物理世界来作查询的时候，内部是基于一个a bounding volume tree结构来作高效的碰撞查询。你也可以创建独立于物理世界的碰撞世界。如果你使用的是物理世界，那么碰撞查询所需要的数据都是发生在物理迭代计算的broad phase阶段。

Unity Physics支持的碰撞检测类型

射线检测(Ray Cast): 

  沿着射线或线段的方向找出所有or最近的相交的物体。输入为Start(起点), End(终点),Filter(检测过滤标记)。返回为一个碰撞检测的集合。注意射线检测传过一个物体后，返回的结果只有开始进入的那个点，从物体出来的那个点不会被计算出来。

碰撞器检测(Collider cast):

   给定一个特定的形状，沿着一条直线的起点到终点的方向来做碰撞测试,这个形状撞到空间中的物体就返回碰撞结果。如下图所示，橙色的碰撞器沿着直线的方向与黄色的物体相交，相交的性质与位置在紫色的地方。返回紫色与黄色物体相交的碰撞信息。

距离检测(Distance query)

  Point Distance Query: 给定一个原点O，给定一个最大的半径(maximum radius)，向四周发散，当射线撞到空间中的物体后，返回物体表面到给定原点O距离最近的点。

  Collider Distance Queries: 给定一个物理世界里面的Collider,给定一个最大的半径，向四周发散，放回从Collider到物体表面最近的两个点。

碰撞检测返回的主要数据类型:

Fraction: 返回特定方向上与交点的比例系数;

Position:返回物体表面交点的世界坐标;

SurfaceNormal: 返回物体表面的交点的法线

RigidBodyIndex:返回碰撞查询世界里面的刚体所在的索引;

Entity:返回碰撞查询世界中刚体所对应的Entity;

ColliderKey: 返回碰撞所在的三角形面的更加详细的内部信息;

Material: 返回碰撞所对应的材质信息;

今天的分享就到这里