three.js射线碰撞检测详解及Raycaster应用

在three.js中，射线检测（Raycasting）是一种常用的技术，用于模拟光线在3D空间中的传播并找出其与场景中其他物体的碰撞。本文将详细介绍如何利用Raycaster类进行碰撞检测。 首先，理解Raycaster的基本概念至关重要。Raycaster实际上是一个工具，它代表了一束从特定起点（origin）出发，沿着指定方向（direction）的光线。构造函数接收四个参数： 1. `origin`：射线的起点向量，通常为物体的中心位置。 2. `direction`：射线的方向向量，必须归一化以确保准确性。这是从起点指向目标的矢量，可以是正向或反向。 3. `near`：设定一个阈值，表示检测结果应至少比这个值更接近射线起点。默认值为0，但为了避免精度问题，建议设置为一个较小的正值。 4. `far`：与`near`相反，设定一个上限，表示检测结果应至少比这个值更远离射线起点。默认值为无穷大，实际应用中可根据场景需求调整。 进行碰撞检测的基本步骤如下： 1. 设置射线的起点和方向，根据场景中的物体计算出一系列可能的碰撞点，这些点对应于物体的顶点（vertices）。 2. 使用`intersectObject`或`intersectObjects`方法，针对每个物体检测射线与其是否相交。`intersectObject`方法检测单个对象，而`intersectObjects`则适用于检测多个对象。 3. 返回的结果是一个按距离排序的数组，包含所有可能的交点。遍历数组，找到最近的交点，比较其与射线起点的距离与射线起点到物体顶点的实际距离。若两者之差小于预期值，则表明发生碰撞。 然而，射线检测并非完美的解决方案。它无法处理物体内部的碰撞（例如，如果一个立方体在另一个立方体内），也无法准确地检测两个完全穿透或者重叠的物体。此外，物体的细分（即分段数）会影响检测的精确性，增加分段有助于提高碰撞检测的准确性。 通过以上步骤，开发者可以根据具体应用场景调整射线检测的参数，以获得更精确的碰撞检测结果。理解并熟练运用Raycaster在three.js中的应用，对于构建交互式的3D场景和游戏开发具有重要意义。