参考
Cocos Creator 3D 物理模块介绍
Cocos Creator 3.0 3D 物理讲解
选择适合你项目的物理系统

一、3D 物理简介

Cocos Creator 3.0 目前支持轻量的碰撞检测系统 builtin 和具有物理模拟的物理引擎 cannon.js ，以及功能完善强大的 bullet 的 asm.js/wasm 版本（ammo.js），并为开发者提供了高效统一的组件化工作流程和便捷的使用方法。

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1.碰撞检测: builtin

builtin 仅有碰撞检测的功能，相对于其它的物理引擎，它没有复杂的物理模拟计算。如果您的项目不需要这一部分的物理模拟，那么可以考虑使用 builtin，这将使得游戏的包体更小。

若使用 builtin 进行开发，请注意以下几点：

• builtin 只有 trigger 类型的事件。
• Collider 中的 isTrigger 无论值真假，都为运动学类型的触发器。

2.物理引擎: cannon.js

cannon.js 是一个开源的物理引擎，它使用 js 语言开发并实现了比较全面的物理功能，如果您的项目需要更多复杂的物理功能，那么您可以考虑使用它。 cannon.js 模块大小约为 141KB。

3.物理引擎: ammo.js

ammo.js 是 bullet 物理引擎的 asm.js/wasm 版本，由 emscripten 工具编译而来。 Bullet 具有完善的物理功能，以及更佳的性能，未来我们也将在此投入更多工作。

需要注意的是，目前 ammo.js 模块具有 1.5MB 左右的大小。

4. 不使用物理

若不需要用到任何物理相关的组件和接口，可以取消黄色框的勾选，这样在发布时将有更小的包体。

注：若处于取消勾选的状态，项目将不可以使用物理相关的组件和接口，否则运行时将会报错。

5.对比

• builtin 极其轻量的碰撞检测系统，仅支持盒、球、胶囊体形状和触发事件
• cannon.js 纯 js 开发的物理引擎，支持大部分特性，易于扩展，但性能不够好，包体约为 141 KB
• ammo.js 由 bullet 物理引擎编译而来，支持所有特性，性能最优，但包体较大且不易扩展，其中 js 版本的包体约为 1.32 MB，wasm 版本的包体约为 690 KB

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二、2D 物理简介

Cocos Creator 3.0 支持内置的轻量 Builtin 物理系统和强大的 Box2D 物理系统。Builtin 物理系统只提供了碰撞检测的功能，对于物理计算较为简单的情况，我们推荐使用 Builtin 物理模块，这样可以避免加载庞大的 Box2D 物理模块并构建物理世界的运行时开销。而 Box2D 物理模块提供了更完善的交互接口和刚体、关节等已经预设好的组件。

你可以根据需要来选择适合自己的物理模块，通过编辑器主菜单中的 项目 -> 项目设置 -> 功能裁剪 切换物理模块的使用。

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三、物理组件

刚体rigidbody ：刚体是指在运动中和受力作用后，形状和大小不变，而且内部各点的相对位置不变的物体。
碰撞体collider：碰撞体是给物体加一个判定框，当碰撞框重叠的时候，两物体发生碰撞。碰撞体是检测物理碰撞的框架，他永远跟随物体的刚体移动，不会产生偏差。

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盒碰撞器组件 BoxCollider

• 刚体组件(RigidBody) 它负责操控物理对象与运动相关的属性，以及配置分组，一个节点最多一个
• 碰撞器组件(Collider) 它负责操控物理对象上形状相关的属性，一个节点可以有多个
• 触发器(Trigger) 它是勾选上了IsTrigger的碰撞器组件，它会像幽灵一样穿透其它物体，并提供穿透开始、保持，以及结束的事件

是否一定要加刚体组件是提问最多的，这里介绍一个小技巧：

• 需要配置分组，加
• 需要设置为运动学或者动力学类型（不加意味着是静态类型），加

1.刚体

刚体是组成物理世界的基本对象，可以让一个节点受到物理影响并产生反应。刚体组件用于控制模拟相关的部分属性：

image.png

• Linear Damping 线性阻尼，用于减小刚体的线性速率，值越大物体移动越慢
• Angular Damping 角阻尼，用于减小刚体的旋转速率，值越大刚体旋转越慢

阻尼参数的范围在 0 到无穷之间，0 意味着无阻尼，无穷意味着满阻尼。一般情况下阻尼的值是在 0 ～ 0.1 之间。

• Linear Factor 线性因子，可影响刚体在每个轴向的线性速度变化，值越大刚体移动越快
• Angular Factor 旋转因子，可影响刚体在每个轴向的旋转速度变化，值越大刚体旋转越快

因子是 Vec3 的类型，相应分量的数值用于缩放相应轴向的速度变化，默认值都为 1，代表缩放为 1 倍，即无缩放。

// TypeScript
const rigidBody = this.getComponent(RigidBody);

目前刚体类型包括 STATIC、DYNAMIC 和 KINEMATIC 三种。参考Unity 物理系统之刚体、碰撞体、触发器

动态 Dynamic

• 默认类型
• 受重力和附加力的影响，进而改变速度。
• 性能消耗最高的类型。
• 可通过 MovePosition、MoveRotation 来移动。
• 可通过 velocity 来改变速度。
• 用来模拟移动的物体。

运动学 Kinematic

• 不受力的影响。
• 性能消耗比 Dynamic 少，比 Static 多。
• 可通过 MovePosition MoveRotation 来移动。
• 可通过 velocity 来改变速度。
• 用来模拟大多数时候不动的物体，极少数时候需要移动。比如门。

静态 Static

• 不受力的影响，物理系统不会对该物体进行计算。
• 性能消耗最低的类型。
• 不可通过 MovePosition MoveRotation 来移动。
• 不可通过 velocity 来改变速度。
• 用来模拟从不移动的物体。

cocos文档是这样写的：

STATIC，表示静态刚体，可用于描述静止的建筑物，若物体需要持续运动，应设置为 KINEMATIC 类型；
DYNAMIC，表示动力学刚体，能够受到力的作用，请通过物理规律来运动物体，并且请保证质量大于 0；
KINEMATIC，表示运动学刚体，通常用于表达电梯这类平台运动的物体，请通过 Transfrom 控制物体运动；

经过测试，KINEMATIC类型确实无法通过改变速度让其动起来。

76bde0722ff65cd0d42c92835c29e874.gif

图中白色为静态，蓝色为运动学，黄色为动力学。其中白色和蓝色都是操控的变换信息，很明显的看出几个表现

• 白色和蓝色之间会出现穿透现象
• 白色的静态物体也可以运动
• 两个黄色方块表现不同，白色上方的静止不动，蓝色上方的会跟随着运动

以上现象的原因是：

• 静态和运动学都不会受到力的作用，所以产生了穿透，这是正常现象
• 静态物体的确是可以运动的，静态是指在时空中，每一个时刻都是静态，不会考虑其它时刻的状态
• 与静态物体不同，运动学物体会根据附近时刻估算出运动状态（比如速度），又由于摩擦力的作用，因此带动了黄色方块

2.刚体质心

目前质心固定在刚体组件绑定的节点上，质心和碰撞体是相对关系。通过调整形状的偏移 center，可以使质心在形状上进行偏移。

image.png

目前我们的质心是固定的，改不了，所小车的坐标点就是质心的位置。你可以看一下小车的根节点是不是在小车底部，这个时候新建一个空节点，然后把小车放入这个空节点下，调整位置，让空节点看起来处于小车的正中心就行，这个时候再把碰撞组件由原来的小车根节点移到空节点上，这样质心的修改就成功了
在 Cocos Creator 3D 里目前质心和重心是重合的，节点位置就是重心的位置，所以要改重心只能调整节点。center 的改动目前对重心是没有任何效果的，对外力才有影响

3.休眠

休眠刚体时，会将刚体所有的力和速度清空，使刚体停下来。
处于休眠状态中的物体，不会再对其进行碰撞检测和模拟。这会节约大量的CPU开销。

image.png

// 休眠
if (rigidBody.isAwake) {
    rigidBody.sleep();
}
// 唤醒
if (rigidBody.isSleeping) {
    rigidBody.wakeUp();
}

4.让刚体动起来

针对不同的类型，让刚体运动的方式不同：

• 对于静态刚体，应当尽可能保持物体静止，但仍然可以通过 Transform 来改变物体的位置。
• 对于运动学刚体，应当通过改变 Transform 使其运动。
• 对于动力学刚体，需要改变其速度，有以下几种方式：

(1)通过重力

刚体组件提供了 useGravity 属性，将 useGravity 属性设置为 true。

(2)通过施加力

刚体组件提供了 applyForce 接口，签名为：

applyForce (force: Vec3, relativePoint?: Vec3)

根据牛顿第二定律，可对刚体某点上施加力来改变物体的原有状态。

rigidBody.applyForce(new Vec3(200, 0, 0));

(3)通过扭矩

力与冲量也可以只对旋转轴产生影响，使刚体发生转动，这样的力叫做扭矩。

刚体组件提供了 applyTorque 接口，签名为：

applyTorque (torque: Vec3)

通过此接口可以施加扭矩到刚体上，因为只影响旋转轴，所以不需要指定作用点。

(4)通过施加冲量

刚体组件提供了 applyImpulse 接口，签名为：

applyImpulse (impulse: Vec3, relativePoint?: Vec3)

根据动量守恒，对刚体某点施加冲量，由于物体质量恒定，从而使刚体改变原有状态。

rigidBody.applyImpulse(new Vec3(5, 0, 0));

(5)通过改变速度

刚体组件提供了 setLinearVelocity 接口，可用于改变线性速度，签名为：

setLinearVelocity (value: Vec3)

示例：

rigidBody.setLinearVelocity(new Vec3(5, 0, 0));

刚体组件提供了 setAngularVelocity 接口，可用于改变旋转速度，签名为：

setAngularVelocity (value: Vec3)

示例：

rigidBody.setAngularVelocity(new Vec3(5, 0, 0));

参考拉小登博客 让刚体听我的——ApplyForce、ApplyImpulse、SetLinearVelocity

1.力，循序渐进——ApplyForce
顾名思义，ApplyForce方法会在刚体上施加一个力。学过物理力学的同学都知道，F=ma，有了力F就有了加速度a，有了加速度，物体就会有速度，就会慢慢动起来。(但是不会立马动起来，因为力不会直接影响速度)。
举个简单的例子，小明推一个静止的箱子，箱子不会立马飞出去，而是慢慢的、越来越快的动起来(减速也一样)。
2.速度，叠加——ApplyImpulse
与ApplyForce不同，ApplyImpulse不会产生力，而是直接影响刚体的速度。通过ApplyImpulse方法添加的速度会与刚体原有的速度叠加，产生新的速度。
3.一触即发——SetLinearVelocity
setLinearVelocity与ApplyImpulse一样，直接影响刚体的速度。不一样的是，setLinearVelocity添加的速度会覆盖刚体原有的速度。不过，在SetLinearVelocity方法不会自动唤醒sleeping的刚体，所以在调用该方法之前，记得将刚体body.wakeUp()一下。

5.限制刚体的运动

(1)通过休眠

休眠刚体时，会将刚体所有的力和速度清空，使刚体停下来。

(2)通过阻尼

刚体组件提供了 linearDamping 和 angularDamping 属性：

• linearDamping 属性用于设置线性阻尼。
• angularDamping 属性用于设置旋转阻尼。

阻尼参数的范围建议在 0 到 1 之间，0 意味着没有阻尼，1 意味着满阻尼。

注：执行部分接口，例如施加力或冲量、改变速度、分组和掩码会尝试唤醒刚体。

(3)通过因子

刚体组件提供了 linearFactor 和 angularFactor 属性:

• linearFactor 属性用于设置线性因子。
• angularFactor 属性用于设置旋转因子。

因子是 Vec3 的类型，相应分量的数值用于缩放相应轴向的速度变化，默认值都为 1，表示缩放为 1 倍，即无缩放。

注意：

• 将因子某分量值设置为0，可以固定某个轴向的移动或旋转。
• 在 cannon 和 ammo 后端中，因子作用的物理量不同，cannon 中作用于速度，ammo 中作用于力。

使用矩形碰撞盒，碰撞后发现模型的移动轨迹从直线变歪。将angularFactor 的三个轴属性全部改为0即可解决。

6.地面判断

image.png

角色是否在地面上，可以通过法线的指向来得知，对应的条件为normal.y > 0。有时候还需要知道地面的倾斜情况，这里通过normal.y的大小就能知道，越接近于1，哪么地面就越平（法线垂直向上）；越接近于0，哪么地面就越陡峭。

7.跳跃

一旦能够确定是否在地面后，就可以加上跳跃行为了。首先需要明确的一点是，这里使用的是动力学类型的刚体（原因是我希望通过物理引擎接管刚体后得到更加真实的物理反馈），所以需要通过改变物理数值来达到目的，例如直接将角色线性速度的y分量设置为5，如下图（图中碰撞体用的是胶囊体，这与实际场景相关，可自行更改）。

asr43-w6gh9.gif

直接改y轴速度，可以良好的工作在完全水平的地面上。但有时候跳跃还需要根据地面斜度来做出不同的行为，这里提供一个思路：提供一个配置因子，范围为0到1，根据因子将当前法线和垂直法线插值，得出目标法线，再乘以跳跃的速率，进而得出期望的跳跃速度，将其加入到角色的线性速度之中。

8.行走和站立

站立行为，如果希望角色不会摔倒，哪么直接将AngularFactor全设置为0即可。行走行为，可根据角色的运动状态来实现，假设需要将角色往x轴运动，哪么就修改角色x轴的线性速度。因此控制行走，只需要两个量，一个是运动方向，另一个是运动速率。

做出好的运动控制的唯一窍门就是控制好速度，但这也是最容易错误使用的点：

• 随意设置速度，这是运动不真实最根本的原因
• 设置过大的速度，这将很容易出现穿透现象，可以尝试上文介绍的多步模拟技术
• 没有掌握控制速度的方式，有些开发者直接修改为某个固定值大小，这当然不是错误的做法，但修改速度之前应当考虑清楚这是不是想要的结果。
• 有个小技巧是，如果是跳跃行为，可以考虑直接设置为固定值；
• 如果是行走行为，更好的方式是根据上个时刻的状态进行修改
• 使用了Kinematic类型的刚体，期望物理引擎会帮助你处理好碰撞行为，通过上文可以知道这是不可能的。
• 但实际上有很多好的角色控制都基于Kinematic进行实现，这里面的技术细节远比本文介绍的复杂。

四、分组 掩码

1.碰撞矩阵

image.png

默认情况下只有一个 DEFAULT 分组，新建分组默认不与其它组碰撞。点击 + 按钮可以新增分组。

注：新增分组的 index 和 name 均不能为空，且不能与现有项重复。
注：分组不可以删除，但可以修改分组的名称。

这张表列出了所有的分组，你可以通过勾选来决定哪两组会进行碰撞检测。如上图所示，DEFAULT和water是否会进行碰撞检测将取决于是否选中了对应的复选框。

根据上面的规则，在这张表里产生的碰撞对有：

• DEFAULT - water
• DEFAULT - DEFAULT

而不进行碰撞检测的分组对有：

• water - water

通过刚体组件上的 Group 属性来配置对应的物理元素的分组：

image.png

[IMPROVE] 重构 3d 物理碰撞矩阵，碰撞矩阵仅用于初始化刚体的分组和掩码，不再维护更新，废除 Use Collision Matrix 配置项

2.设置掩码

参考Cocos Creator 3D 物理碰撞group和mask设置方法

a.假设场景中有：场景障碍物，玩家A，玩家B，穿墙的导弹

• 障碍物阻挡玩家A和玩家B
• 玩家A和玩家B不碰撞，但会被导弹击中
• 导弹可以穿越障碍物，但会击中玩家A和玩家B

b.设置分组group

• 设置障碍物的collider的group为0，（注意！！！代码中实际设置为1<<0)
• 设置玩家A的collider的group为1，（注意！！！代码中实际设置为1<<1)
• 设置玩家B的collider的group为2，（注意！！！代码中实际设置为1<<2)
• 设置导弹的collider的group为3，（注意！！！代码中实际设置为1<<3)

c.以障碍物为例，分析过程如下：

只要以下条件为真就会进行检测：(GroupA & MaskB) && (GroupB & MaskA)

障碍物和A会阻挡

• A的分组是0010,所以障碍物的mask为1<<1
• 障碍物的分组是0001，所以A的mask为1<<0(这一条作为分析障碍物时得到的额外信息，以下不再标注)

同理，障碍物和B会阻挡

• B的分组是0100，所以障碍物的mask为1<<2
• 障碍物的分组是0001,所以B的mask为1<<0

障碍物和导弹不碰撞，即导弹能穿墙，此时把上面两部分合并，得到:
障碍物的collider的mask为（1<<1）|（1<<2）(障碍物碰撞玩家A和玩家B)

如果障碍物和导弹碰撞，和上面一样：

• 导弹的分组是1000,所以障碍物的mask为1<<3
• 障碍物的分组是0001，所以导弹的mask为1<<0

然后障碍物的mask再次合并，就变为（1<<1）|（1<<2）|（1<<3）

d.设置掩码mask（将需要互相碰撞的group掩码或进来（加进来也可以））

• 设置障碍物的collider的mask为（1<<1）|（1<<2）(障碍物碰撞玩家A和玩家B)
• 设置玩家A的collider的mask为（1<<0）|（1<<3）(玩家A碰撞障碍物和导弹)
• 设置玩家B的collider的mask为（1<<0）|（1<<3）(玩家B碰撞障碍物和导弹)
• 设置导弹的collider的mask为（1<<1）|（1<<2）(导弹碰撞玩家A和玩家B)

如果导弹不能穿墙，需要更改mask为

• 设置障碍物的collider的mask为（1<<1）|（1<<2）|（1<<3）(加入导弹)
• 设置导弹的collider的mask为（1<<1）|（1<<2）|（1<<0）(加入障碍物)

如果玩家之间互相碰撞，需要更改mask为

• 设置玩家A的collider的mask为（1<<0）|（1<<3）|（1<<2）(加入玩家B)
• 设置玩家B的collider的mask为（1<<0）|（1<<3）|（1<<1）(加入玩家A)

示例代码如下

        var c0 = blocks.getComponent(ColliderComponent);
        c0.setGroup(1 << 0);
        c0.setMask((1 << 1) | (1 << 2));

        var c1 = playerA.getComponent(ColliderComponent);
        c1.setGroup(1 << 1);
        c1.setMask((1 << 0) | (1 << 3));

        var c2 = playerA.getComponent(ColliderComponent);
        c2.setGroup(1 << 2);
        c2.setMask((1 << 0) | (1 << 3));

        var c3 = missle.getComponent(ColliderComponent);
        c3.setGroup(1 << 3);
        c3.setMask((1 << 1) | (1 << 2));

五、物理材质

image.png

image.png

物理材质有摩擦系数，回弹系数。

目前物理材质以碰撞体为单位进行设置，每个 Collider 都具有一个 material 的属性（不设置时， Collider 将会引用物理系统中的默认物理材质）。 应用到 Collider 同样也分编辑器操作和代码操作两种方式。

编辑器内操作，只需要将资源拖入到cc.PhysicMaterial属性框中即可，如下图所示：

image.png

代码中操作：

const collider = this.node.getComponent(Collider);
collider.material = newPmtl;

六、物理事件

Cocos Creator 3.0 的物理事件包括 触发事件 和 碰撞事件，分别由 触发器 和 碰撞器 产生。

1.触发器和碰撞器

• Is Trigger 属性为 true ，是触发器。当发生碰撞时，触发器不会产生碰撞效果，所以触发器只用于碰撞检测。
• Is Trigger 属性为 false ，是碰撞器。当发生碰撞时，碰撞器会产生碰撞效果，所以碰撞器既可以进行碰撞检测，又可以产生物理效果。

两者的区别如下：

• 触发器不会与其它触发器或者碰撞器做更精细的检测。
• 碰撞器与碰撞器会做更精细的检测，并会产生碰撞数据，如碰撞点、法线等。

2.触发事件和碰撞事件区别

• 触发事件由触发器生成，碰撞事件根据碰撞数据生成。
• 触发事件可以由触发器和另一个触发器/碰撞器产生。
• 碰撞事件需要由两个碰撞器产生，并且至少有一个是动力学刚体。

参考
《学Unity的猫》——第十章：Unity的物理碰撞，流浪喵星计划
碰撞器、触发器

触发器在生活有很多例子，假设进入到一些门口时，当我们踏入到一定范围，门会自动打开，这其实就是触发器在现实生活中的例子，游戏中依然也是，例如，人物走回家的时候会自动的恢复血量，这其实就是在使用触发器

3.触发事件

• onTriggerEnter 触发开始
• onTriggerStay 触发保持
• onTriggerExit 触发结束

需要通过注册事件来添加相应的回调：

• 通过this.getComponent(Collider)获取到 Collider
• 通过 Collider 的 on 或者 once 方法注册相应事件的回调
• 注：Collider 是所有碰撞组件的父类。

代码示例：

public start () {
    let Collider = this.getComponent(Collider);
    Collider.on('onTriggerStay', this.onTrigger, this);
}

private onTrigger (event: ITriggerEvent) {
    console.log(event.type, event);
}

经过实测，触发事件，仍然需要其中一个组件是刚体

4.碰撞事件

• onCollisionEnter 碰撞开始
• onCollisionStay 碰撞保持
• onCollisionExit 碰撞结束

代码示例：

public start () {
    let Collider = this.getComponent(Collider);
    Collider.on('onCollisionStay', this.onCollision, this);
}

private onCollision (event: ICollisionEvent) {
    console.log(event.type, event);
}

七、射线检测

官方文档 射线检测
浅析射线检测 raycast 的使用 ！Cocos Creator 3D ！
首先，我们看到的视角是这样子的。假设我们点击其中屏幕中的一个位置(图中的红点点)。

image.png

image.png

也可以这么理解，你用眼睛看着一块区域，伸出手指。你可以看到手指头挡住了一点视线，从你的视线做经过手指这个点画一条射线，这个射线穿过的物体，就刚好是你想要点击的物体。

creator 3d 提供了三种检测方案，可以参考https://github.com/cocos-creator/test-cases-3d中的raycast示例：

1.基于物理碰撞器的射线检测：

onEnable () {
    systemEvent.on(SystemEventType.TOUCH_START, this.onTouchStart, this);
}

onDisable () {
    systemEvent.off(SystemEventType.TOUCH_START, this.onTouchStart, this);
}

onTouchStart (touch: Touch, event: EventTouch) {
    this.cameraCom.screenPointToRay(touch.getLocationX(), touch.getLocationY(), this._ray);
    if (PhysicsSystem.instance.raycast(this._ray)) {
        const r = PhysicsSystem.instance.raycastResults;
        for (let i = 0; i < r.length; i++) {
            const item = r[i];
            if (item.collider.node.uuid == this.modelCom.node.uuid) {
                this.modelCom.material = this.rayMaterial;
            }
        }
    } else {
        this.modelCom.material = this.defaultMaterial;
    }
}

2.基于模型的射线检测：

onTouchStart(touch: Touch, event: EventTouch) {
    const point = touch.getLocation();
    this.cameraCom.screenPointToRay(point.x, point.y, this._ray);
    if (geometry.intersect.rayModel(this._ray, this.modelCom.model!)) {
        this.modelCom.material = this.rayMaterial;
    } else {
        this.modelCom.material = this.defaultMaterial;
    }
}

3.基于 UITransform 组件的射线检测：

onTouchStart(touch: Touch, event: EventTouch) {
    this.label.string = '点击文字测试射线检测';
    const point = touch.getLocation();
    this.canvas.cameraComponent!.screenPointToRay(point.x, point.y, this._ray);
    const uiTrans = this.label.getComponent(UITransform)!;
    uiTrans.getComputeAABB(this._aabb);
    if (geometry.intersect.rayAABB(this._ray, this._aabb)) {
        this.label.string = '检测成功';
    }
}

4.API

• raycast: 射线可以碰撞所有的可以检测的物体(多个).
• raycastClosest：射线碰到一个物体以后,停止检测,直接返回一个物体(一个).

/**
 * 检测所有的碰撞盒，并记录所有被检测到的结果，通过 PhysicsSystem.instance.raycastResults 访问结果。
 * @param worldRay 世界空间下的一条射线
 * @param mask 掩码，默认为 0xffffffff
 * @param maxDistance 最大检测距离，默认为 10000000，目前请勿传入 Infinity 或 Number.MAX_VALUE
 * @param queryTrigger 是否检测触发器
 * @return boolean 表示是否有检测到碰撞盒
 */
raycast(worldRay: geometry.Ray, mask?: number, maxDistance?: number, queryTrigger?: boolean): boolean;
/**
 * 检测所有的碰撞盒，并记录与射线距离最短的检测结果，通过 PhysicsSystem.instance.raycastClosestResult 访问结果。
 * @param worldRay 世界空间下的一条射线
 * @param mask 掩码，默认为 0xffffffff
 * @param maxDistance 最大检测距离，默认为 10000000，目前请勿传入 Infinity 或 Number.MAX_VALUE
 * @param queryTrigger 是否检测触发器
 * @return boolean 表示是否有检测到碰撞盒
 */
raycastClosest(worldRay: geometry.Ray, mask?: number, maxDistance?: number, queryTrigger?: boolean): boolean;

八、射箭案例

odir1-qes1f.gif

1.射箭与回收箭——运动学、动力学、事件

射箭的第一步是拉弓，箭需要完全跟随弹性绳骨骼一起运动，不希望箭受到物理规则的影响，此时应将箭的刚体设置为 Kinematic 类型；第二步是松开弹性绳发射箭，这时希望给箭设置初速度后，可以按照物理规则进行运动，因此将箭的刚体设置为 Dynamic 类型

回收箭的大致过程是在箭射出去后，一旦触碰到触发区域就将其还原到弓上。这可以通过制作监听区域来实现，首先利用碰撞体组件拼凑出区域，同时将碰撞体组件的 IsTrigger 勾选上。（下图中的蓝色地板为监听区域）

image.png

易误点：

• 利用修改变换信息来操作动力学(Dynamic)类型的刚体，应当通过速度、力或冲量等物理层的数值
• 利用静态(Static)类型的刚体来监听事件，静态刚体只会和带有类型为运动学或动力学的刚体产生事件，可以更改为运动学(Kinematic)类型，或者事件通过另一方进行注册
• 监听事件时仅监听了触发开始(OnTriggerEnter)，但是误以为包括了触发保持(OnTriggerStay)和结束(OnTriggerExit)

2.瞄准——碰撞矩阵(过滤检测)、射线检测、静态平面

瞄准是射箭前的步骤，准心处于箭头指向所在的射线上，在十字架前面加一个静态平面碰撞体，然后利用射线检测就可以得到准心的位置；

image.png

静态平面只是用来做射线检测，给它专门建立一个分组，并且不与箭、苹果等等物体进行检测，这是最通用的性能优化方法

image.png

调用射线检测方法时，设置传入掩码为仅和静态平面检测，即 0b10(二进制表示法)。

image.png

注：这里传入了mask参数，代码注释中描述得并不清楚：@param mask 掩码，默认为 0xffffffff。实际上，mask参数是指要检测的物理类型，比如此例中的RaycastPlane的index是1，即第2位，就要传0b10

易误点：

• 分不清刚体组件上的分组和节点上的层。这两者的概念类似，但是使用者不同，分组的使用者是物理模块，层的使用者是渲染模块
• 对掩码的理解不到位，不知传何值。这里提供一个小技巧，以一个能够筛选出Others的掩码举例，首先Others的index值为2，哪么只要让二进制掩码从右往左的顺序第2位为1，就能让Others通过筛选，也就是ob100（这里强烈建议不要随便更改分组的索引）
• 误认为射线检测接口的返回值是击中的数据。获取结果有专门的接口，此处设计是为了强调这是个复用对象。为了减少垃圾内存，每次调用接口只会更新它们的数据，而不是重新生成新的（若需要持久记录，哪么可以克隆一份）

3.网格碰撞器组件（MeshCollider）

image.png

• mesh 网格碰撞器引用的网格资源，用于初始化网格碰撞体
• convex 是否使用网格的凸包近似，网格顶点数应尽量小于255（通过它可以支持任意凸类碰撞体和动力学刚体）

注：cannon.js对网格碰撞器组件支持程度很差，只允许与球碰撞器产生检测。 注：convex功能目前仅ammo.js后端支持。

4.射击苹果——静态网格、凸包、多步模拟（步长调整）

8v773-kzyln.gif

一般的苹果都带有凹面，处理好凹类或带连续平滑不规则曲面的模型都非常棘手，这是因为目前成熟的理论和技术都建立在离散、凸包的世界之上（微积分中用差分近似表示微分就是最典型的范例）。

在实时物理引擎中，对于这类物体只能支持到静态或运动学类型的刚体层级，对于动力学就束手无策了。然而不幸的是，真实的苹果运动表现强烈依赖动力学，这种情况只能给苹果填加凸包形式的网格碰撞体（需将 convex 勾选上），再加上一个动力学刚体，用近似物体去参与模拟

运动表现与模拟参数有非常大的关系，穿透是最具有代表性的现象，这可以通过缩减步长和增加步数来实现，调整步长有个小技巧：输入分式，即 1/Frame，其中 Frame 表示帧率

image.png

易误点：

• 在带有未勾选 convex 的网格碰撞器上添加了的动力学刚体，与其它物体产生了穿透现象，或者说完全没有反应，这是典型的错误使用，只有勾上 convex 的才能支持动力学刚体

• 对一个顶点数极多的模型开启了 convex，过多的顶点数会使凸包的面数增多，这对性能有很大的影响，而且实际上并不需要面数特别多的凸包，一般建议模型的顶点数应小于 255

• 开启凸包后，模型的凹面处的接触不贴近，这是正常现象，现在的实时技术是将模型用多个凸包组合来解决，如下图所示

  
  
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• 只调整了步长，但未调整步数，这两者需要相互配合才有效果。小技巧是，步数可以随意设置较大的值，步长根据最大的速度值进行调整，值越大，步长应当越小

九、小车案例

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上图结构也是通过真实车的结构简化而来的，设计好结构后，还需要调整每个部分的属性：

重心: 车的重心应该要低一些，否则可能会很容易翻车；

车身和车轮：车辆运动应该是很平稳的，可以把摩擦力系数都设置为 0，另外车轮要比车身低一些，这样在碰到障碍物后车辆会有晃动的效果，用来模拟避震；

挡板：因为车身摩檫力设置为 0 了，为了防止车滑起来，加一个摩檫力不为 0 的挡板；

刚体：默认质量为 10，这里可以改成 200；因为摩檫力都为 0，避免车一直滑动，将阻力（damping）设置为 0.9；角速度因子 x 轴向设置成 0.5，减低车在 x 轴向的旋转抖动。

十、关节

cocos creator 3D 3D怎么使用关节组件嘞？还是说没有丫，小白太难了