当我们在构建游戏或者交互性体验时,经常需要实现物体之间的碰撞检测。而在三维世界中,这个过程就更加繁琐。npm 上提供了一个名为 mesh-collision 的包,可以帮助我们更加方便地实现三维物体之间的碰撞检测。
安装与引入
使用 npm 安装 mesh-collision:
npm install mesh-collision
在项目中引入:
const {collision} = require('mesh-collision');
原理分析
mesh-collision 的原理是使用 raycasting 投射一条射线,检测是否与物体相交。具体来说,它会把待检测的三维物体转化为 bounding box,然后使用射线与 bounding box 进行相交判断。因此,mesh-collision 检测的是物体的包围盒,而不是物体本身。
使用步骤
我们来看一个简单的例子:假设我们在场景中有一个与 X-Z 平面平行的平面和一个球,我们想要检测球和平面是否相交。
第一步:创建场景和物体
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第二步:射线投射
const origin = new THREE.Vector3(0, 10, 0); const direction = new THREE.Vector3(0, -1, 0); const raycaster = new THREE.Raycaster(origin, direction); const intersects = collision.intersectWithRaycaster(sphere, [planeMesh], raycaster);
在代码中,我们定义了一个起点和方向,然后使用射线投射到场景中所有的平面上。因为我们只需要判断球是否和平面相交,因此我们只将平面添加到参数中,提高了检测的效率。
第三步:相交检测
if (intersects.length > 0) { sphere.material.color.set(0xff0000); } else { sphere.material.color.set(0xffff00); }
最后如果检测到两者有交叉,我们将球的颜色设置为红色,否则为黄色。
深度学习
上面的例子只是一个简单的场景,实际项目中我们可能会有许多物体,需要不断地进行碰撞检测。那么如何提高这个过程的效率呢?
优化一:粗略检测
在进行细致检测之前,我们可以先进行粗略检测。比如,在进行光线投射之前,可以先使用 bounding box 对物体进行过滤,去掉不可能相交的物体。
优化二:碰撞缓存
当我们进行大量的碰撞检测时,如果每次都重新计算物体的 bounding box,会极大地降低性能。因此,我们可以对每个物体进行碰撞缓存,避免重复计算 bounding box。
collision.cache([mesh1, mesh2]);
使用这个 API 可以将 mesh1 和 mesh2 的 bounding box 进行缓存,之后的碰撞检测会使用缓存数据,减少重复计算。
优化三:多线程计算
当场景中的物体数量较多时,进行碰撞检测的过程可能会比较慢。这时我们可以使用 Web Worker 进行多线程计算,提高检测效率。
总结
使用 mesh-collision 可以方便地实现三维物体之间的碰撞检测。在实际项目中,我们可以根据具体情况,使用粗略检测、碰撞缓存以及多线程计算等方法进行优化,提高计算效率。
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