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为了实现MOBA游戏，设置的简易物理碰撞计算库。

实现原理

  • Unity先设置碰撞体，物理库负责获取对应的位置、碰撞体信息，减少图形化工作量

一.碰撞体

1.1 碰撞配置

  1. 碰撞类型
    • 立方体Box
    • 圆柱体Cylinder
  2. 位置信息mPos:PEVector3
  3. 立方体信息
    • 碰撞体大小mmSize:PEVector3
    • 轴向mAxis:PEVector3[3]，三个向量来代表
  4. 圆柱体信息
    • 半径mRadius：PEINT
  5. 碰撞体名字nName：string

1.2 碰撞体实现类

基类：位置、名字 立方体类：大小、轴向，根据配置文件构造的构造方法。 圆柱体类：半径、圆柱体类

二 确定性碰撞环境EnvColliders

数据： - 碰撞体配置存储 List<envColliCfgLst> - 碰撞体存储 List<ColliderBase> 环境初始化Init：获取场景中所有激活的碰撞器，创建确定性物理碰撞配置，并根据对应的碰撞体类型生成不同的碰撞体实现类（立方体、圆柱体）并存储。

三 碰撞检测流程CalcCollidersInteraction

1.0 确定运动的发生

如果速度为0，碰撞体不会运动，那就不会发生碰撞，直接返回。

1.1 预执行位移

游戏中的模拟是按帧来运行的，每一帧运动都是通过速度和加速度计算出的一段位移，而并非是现现实世界中一直移动直接碰到物体。当速度不为0，物体需要先直接根据速度直接发生位移，再进行碰撞检测。 $$ P = P +D_{ir} * V * multiper $$

物体需要先检测和哪些物体进行碰撞，才方便进行对应的处理。如何检测？

检测优化（暂时没做）

最简单方式：一个个遍历，会有所有的。 SAP（AABB）方式：根据AABB盒快速筛选。 四叉树划分：moba这种不用考虑Y轴的游戏没必要进行八叉树划分 - 重叠区域判断：对于在两个空间的区域，可以考虑同时存放到两个区域，或者存放到父节点（树结构不会碰撞，但这样可能会多判几个子区域的节点） - 松散四叉树：运动频繁的物体，可以使用松散四叉树提供出界(bound的一半size)和入界（原bound的大小）防止四叉树频繁更新。 八叉树划分*：八叉树会考虑空间Y轴上的划分。处理方式和四叉树类似。

1.2 碰撞位置纠正

物体可能下一帧直接穿墙而入，甚至直接穿过墙。所以我们必须先预判穿墙最近的点，并将其往回推离使其和碰撞体分离。

碰撞类型--圆柱与立方Pasted image 20250601003715

简要概括：通过位置偏移投影到轴上，再钳制大小，从而算出和目标碰撞体的相对位移算出P点。根据po向量计算长度和半径比较是否相交。相交则拿到po的标准化值进行推出 - 先计算位移差以及X、Z轴向距离：当前位置-目标位置即为位移差，轴向距离为其与对应轴向量的点乘 - 钳制距离：算出X轴距离后，将其钳制到立方体的X轴大小范围内。Z轴同理。这样才能拿到相交点。 - 计算轴向上的钳制投影向量：钳制投影再乘以轴向量 - 最终交点P：碰撞体中心位置 + 轴向偏移。 - 相交判断：计算PO向量->长度，长度用于判断是否相交，若po比半径大显然不相交。 （注意：PO的标准化向量即为法线，可设置成ref） - 边界调整：若相交。推回距离=圆半径长度-PO长度。同时返回true

碰撞类型--圆形与圆形

Pasted image 20250601025600 这个会简单更多，直接判断两圆之间的距离>半径和就可以得出。也不用再算交点，直接根据距离和半径的差即可实现位移。 - 法线：两物体位移差标准化后形成的向量。

更多碰撞算法（待完成）

这里只做了两个比较专的碰撞检测，更加复杂的方案应该选用下面的的方式进行碰撞计算。 - SAT：较为简单

多物体纠正位置

原理就是和所有的碰撞体纠正位移相加，但是后面会跟根据速度判断是否发生纠错，不然硬纠错会导致墙体穿透。

1.3 碰撞速度纠正

碰撞并非单纯的改变位置，原物体移动速度也应该发生变化。这个纠正和我们前面计算出来的法线强相关

物理材质

实际上纠正的速度应该与摩擦力和弹力有关，Unity可以设置物理材质：弹力和摩擦力。 - 弹力：代表了速度在法线反方向上的方向变化能力 - 摩擦力：代表了对于速度在垂直于法线方向上的的衰减能力

碰撞信息列表

前面圆和每个物体的碰撞，如果存在位置纠正，就说明发生了碰撞，单独生成一个有效碰撞信息CollisionInfo(对应碰撞体，法线、碰撞点) 放进一个列表中。我们拿到所有碰撞体信息列表进行纠正。 当列表大小为1时，直接进行简单的纠错，列表大于1时，要进行复杂的多物体纠错

单个碰撞体纠正速度

靠近纠正：由于我们只需要简单提供一个MOBA游戏需要的物理库，因此我们只需要提供一个默认的实现：当物体靠近碰撞体，删除速度在法线上的投影，保留剩下的速度（滑动速度）就好了。

确保远离：需要注意的一点是，如果在法线方向上，速度与法线同向，此时物体是在远离碰撞体运动，因此不需要删除该法线正方向上的速度投影（如下图）

Pasted image 20250601032602

多个碰撞体纠正速度（和位移）

首先，我们比较需要关注所有法线计算出的中心法线和偏离最大的法线（边缘法线）。 Pasted image 20250601043542 静止情况：如果速度v在aOb的范围之内，是不需要纠正速度的，因为不会这样的速度无论如何也不会向外滑动，保持静止在角落即可。

Pasted image 20250601041536

滑动情况：如果V在角度A向量和B向量的范围之外，此时需要找到离速度方向最大的那个法线，按照单一碰撞体纠错方式进行速度纠错。 - 中心法线计算：遍历所有法线（包括没有标出来的那几个发生了碰撞的物体），将其法线相加再除以个数，得到中心法线 - 最大夹角、边缘法线、边缘法线所在的碰撞信息：这块放一起计算，稍微有点复杂 - 遍历所有法线，计算其与中心法线的夹角。 - 取得最大值，并且记录此法线为最边缘法线（上图是A法线）， - 遍历的同时记录对应速度和碰撞法线的最大夹角，更新纠正碰撞信息 - 最后传出中心法线、碰撞信息，并返回边缘-中心最大夹角用于判断是否纠错。 - 速度离中心法线角度：计算速度反方向（注意这里是在aob里面）和中心法线的夹角。 - 判断速度和位移纠正： - 当速度离中心法线角度 > 边缘法线离中心法线角度，才进行纠错（包括位移）。 - 反之，需要将其速度设置为0（不能保持原速度，否则会因为预执行的位移发生穿墙bug） - 回归速度纠错：最后根据前面的速度和碰撞信息中的法线，按照单一物体碰撞的方式进行纠错

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