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介绍

游戏开发中最常见的任务之一是投射光线（或自定义形状的物体）并检查其撞击。这样就可以进行复杂的行为，AI等。本教程将说明如何在2D和3D中执行此操作。

Godot将所有低级游戏信息存储在服务器中，而场景只是前端。因此，射线投射通常是较低级别的任务。对于简单的射线广播，诸如RayCast和RayCast2D之类的节点 将起作用，因为它们将在每一帧中返回射线广播的结果。

但是，很多时候，光线投射必须是一个更具交互性的过程，因此必须存在一种通过代码进行光线投射的方法。

空间

在物理世界中，戈多特将所有低级碰撞和物理信息存储在一个空间中。可以通过访问CanvasItem.get_world_2d()。space获取当前的2d空间（用于2D物理） 。对于3D，它是Spatial.get_world()。space。

生成的空间RID可以分别在 PhysicsServer和 Physics2DServer中用于3D和2D。

进入空间

Godot物理默认情况下与游戏逻辑在同一线程中运行，但可以设置为在单独的线程上运行以更有效地工作。因此，唯一安全的访问空间时间是在 Node._physics_process() 回调期间。由于空间被锁定，从此功能外部访问它可能会导致错误。

要对物理空间执行查询， 必须使用Physics2DDirectSpaceState 和PhysicsDirectSpaceState。

在2D中使用以下代码：

public override void _PhysicsProcess(float delta)
{
    var spaceRid = GetWorld2d().Space;
    var spaceState = Physics2DServer.SpaceGetDirectState(spaceRid);
}

或更直接地：

public override void _PhysicsProcess(float delta)
{
    var spaceState = GetWorld2d().DirectSpaceState;
}

在3D中：

public override void _PhysicsProcess(float delta)
{
    var spaceState = GetWorld().DirectSpaceState;
}

Raycast查询

为了执行2D射线广播查询， 可以使用Physics2DDirectSpaceState.intersect_ray()方法 。例如：

public override void _PhysicsProcess(float delta)
{
    var spaceState = GetWorld2d().DirectSpaceState;
    // use global coordinates, not local to node
    var result = spaceState.IntersectRay(new Vector2(), new Vector2(50, 100));
}

结果是一个字典。如果射线没有击中任何东西，则字典将为空。如果确实撞到了东西，它将包含碰撞信息：

if (result.Count > 0)
    GD.Print("Hit at point: ", result["position"]);

result发生碰撞时的词典包含以下数据：

{
   position: Vector2 # point in world space for collision
   normal: Vector2 # normal in world space for collision
   collider: Object # Object collided or null (if unassociated)
   collider_id: ObjectID # Object it collided against
   rid: RID # RID it collided against
   shape: int # shape index of collider
   metadata: Variant() # metadata of collider
}

使用Vector3坐标，数据在3D空间中相似。

碰撞异常

射线投射的一个常见用例是使角色能够收集有关其周围世界的数据。这样做的一个问题是，同一个角色具有对撞机，因此，光线将仅检测其父级的对撞机，如下图所示：

为了避免自相交，该intersect_ray()函数可以采用可选的第三个参数，该参数是一组异常。这是如何从KinematicBody2D或任何其他碰撞对象节点使用它的示例：

class Body : KinematicBody2D
{
    public override void _PhysicsProcess(float delta)
    {
        var spaceState = GetWorld2d().DirectSpaceState;
        var result = spaceState.IntersectRay(globalPosition, enemyPosition, new object[] { this });
    }
}

异常数组可以包含对象或RID。

防撞面罩

尽管exception方法可以很好地排除父正文，但是如果您需要大量和/或动态的exception列表，它将变得非常不便。在这种情况下，使用碰撞层/遮罩系统效率更高。

可选的第四个参数intersect_ray()是碰撞蒙版。例如，要使用与父实体相同的蒙版，请使用collision_mask 成员变量：

class Body : KinematicBody2D
{
    public override void _PhysicsProcess(float delta)
    {
        var spaceState = GetWorld2d().DirectSpaceState;
        var result = spaceState.IntersectRay(globalPosition, enemyPosition,
                        new object[] { this }, CollisionMask);
    }
}

有关如何设置碰撞遮罩的详细信息，请参见代码示例。

屏幕上的3D射线投射

将光线从屏幕投射到3D物理空间对于拾取对象很有用。不需要这样做，因为 CollisionObject 有一个“ input_event”信号，可以让您知道何时单击它，但是如果有手动操作的愿望，请按以下步骤操作。

要从屏幕投射光线，您需要一个Camera 节点。ACamera可以采用两种投影模式：透视和正交。因此，必须同时获得射线的起点和方向。这是因为origin在正交模式下会normal发生变化，而在透视模式下会 发生变化：

要使用相机获取它，可以使用以下代码：

private const float rayLength = 1000;

public override void _Input(InputEvent @event)
{
    if (@event is InputEventMouseButton eventMouseButton && eventMouseButton.Pressed && eventMouseButton.ButtonIndex == 1)
    {
        var camera = (Camera)GetNode("Camera");
        var from = camera.ProjectRayOrigin(eventMouseButton.Position);
        var to = from + camera.ProjectRayNormal(eventMouseButton.Position) * rayLength;
    }
}

请记住，在期间_input()，该空间可能被锁定，因此实际上该查询应在中运行_physics_process()。