如何检查一个游戏对象是不是可以看到另一个？

Posted 2023-02-21

【中文标题】如何检查一个游戏对象是不是可以看到另一个？

【英文标题】：How can I check if one game object can see another?如何检查一个游戏对象是否可以看到另一个？

【发布时间】：2010-09-17 06:08:42

【问题描述】：

我有一个对象，它面向特定方向，具有（例如）45 度视野和极限视野范围。我已经完成了所有初始检查（四叉树节点和距离），但现在我需要检查特定对象是否在该视锥内，（在这种情况下，如果我们能看到它，则决定只跟随该对象）。

除了为从Direction - (FieldOfView / 2) 到Direction + (FieldOfView / 2) 的每个度数投射一条射线（我现在正在这样做，这太可怕了），进行这种可见性检查的最佳方法是什么？

【参考方案1】：

我曾在视频游戏行业工作过，我可以说像 arccos 这样的三角函数每帧都不太理想。相反，您预先计算锥角的余弦：

float cos_angle = cos(PI/4); // 45 degrees, for example

然后，您可以通过将每一帧与圆锥和 . 的点积进行比较来快速检查一个点是否落在该圆锥内。

vector test_point_vector = normalize(test_point_loc - cone_origin);
float dot_product = dot(normalized_cone_vector, text_point_vector);
bool inside_code = dot_product > cos_angle;

没有三角函数，只有一些乘法、除法和加法。大多数游戏引擎都为向量优化了 normalize() 函数。

这是因为这个等式有效：

A · B = |A| * |B| * cos(Θ)

如果对向量 (A -> An) 进行归一化，则方程会简化：

An · Bn = cos(Θ)

【讨论】：

谢谢。我喜欢限制每帧触发函数数量的想法。我一定会考虑试试这个（遗憾的是，只有在考试结束后）。

我喜欢这个答案。请注意，此解决方案只会进行“平截头体检查”，不会处理墙壁和其他物体的遮挡。

【参考方案2】：

计算您的视图方向（理解为向量）与从您开始到对象结束的向量之间的角度。如果它属于 FieldOfView/2，您可以查看该对象。

那个角度是：

arccos(scalarProduct(viewDirection, (object - you)) / (norm(viewDirection)*norm(object - you))).

【讨论】：

谢谢，正是我想要的。根据我已有的，我认为这可能是实现这一目标的最简单方法。

【参考方案3】：

获取查看器的航向矢量与查看器到目标的矢量之间的角度。如果该角度小于 (FieldOfView/2)，则目标位于观察者的视野中。

如果您的向量是 2d 或 3d，则其工作方式相同。 （在 3D 中，如果你有一个视锥体而不是圆锥体，那么你需要将角度分成两个分量。）你只需要找到两个向量之间的角度。

如果要测试大于单个点的目标，则每个目标都需要多个点，例如边界框的角。如果从观察者到这些点的向量给出了视野内的一个角度，那么盒子的那个角是可见的。

【参考方案4】：

如果您正在制作 3D 并且可以将查看范围定义为视锥体，那么您可以使用类似于 Frustrum Culling 技术的东西。

【参考方案5】：

已经有了很好的答案，但我只是想给你一个 Wolfire 博客的链接，他们最近开始了一个代数系列，以“视野”方程为例。 Go read it，写得很好，很容易。