UE4物理模块（三）：碰撞查询

太过爱你忘了你带给我的痛 2023-09-24 11:52 114阅读 0赞

在前一文中介绍了如何在UE4中创建简单碰撞或者直接使用其mesh表示的复杂碰撞：

那么在拿到碰撞之后，就可以进行物理运算，主要是碰撞查询和物理仿真，这里先介绍更为常见的碰撞查询。

最为直观的碰撞查询就是人物的移动物理了，你所控制的人物不掉落地板之外或者碰到障碍物就被阻挡，这其实是碰撞查询在背后起作用，如下动图：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询][UE4_UE4]

我们也可以让人物直接穿过盒子，如下：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_02][UE4_UE4_02]

人物的移动物理本身是一块非常多的内容，我在文末会给出一些不错的分析文章，在这里只要知道移动距离是根据初中物理所学s=v\*t得到的，v是当前人物的移动速度，而t是移动时长，在游戏里面t是很小的时间片。游戏中并不会有真正的“连续”移动，当t足够小的时候，每次移动量也很小，将人物SetActorLocation到这个小移动量表示的世界坐标里，就可以得到看似连续的移动效果，本质是极小量的瞬移。

在每次计算移动位移时，都会进行碰撞查询，具体是用人物的胶囊体向速度方向进行扫略，它返回的结果是一个比例，如果比例是1.0，那么就可以执行完整的瞬移，而如果比例是0.5，就只能执行一半长度的瞬移，如果是0，就不进行任何移动。那么为何第一张动图被阻挡不能执行完整瞬移，第二张动图就偏偏可以呢？

这与“两方”的碰撞设置有关，碰撞是两个物件碰撞盒相交才会发生的事情，所以这里首先强调两方。碰撞响应总共有三个选项：Ignore,Overlap,Block。顾名思义，Ignore忽略碰撞，Block就是阻挡，而Overlap与Ignore类似，不会产生阻挡，但会产生重合的事件通知。两两组合就有下面的情况(图来自于https://www.unrealengine.com/zh-CN/blog/collision-filtering，也是一篇不错的碰撞查询入门文章)：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_03][UE4_UE4_03]

其实只要记住两点：

(1)只有两个对象互相Block时，才会真正的被阻挡，其他情况都不会；

(2)只要有一方Ignore，就不会产生Overlap的重合事件；

在编辑器里，选中这个白盒子，在这里配置碰撞信息(Collison Preset，碰撞预设)：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_04][UE4_UE4_04]

默认是Default，切换成其他的碰撞预设都能看到具体的碰撞响应，但大多都不可编辑(只读)，如下图：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_05][UE4_UE4_05]

只有切成Custom...才可编辑：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_06][UE4_UE4_06]

我们来分别说下这些配置：

CollisionEnabled决定了碰撞的用途，如下：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_07][UE4_UE4_07]

NoCollision：如果是这个，那么其他碰撞设置都会被忽略不计，因为不再考虑碰撞了；

Query Only：仅用于查询，不会考虑物理仿真；

Physics Only：仅用于物理仿真，不考虑查询；

Collision Enabled(Query and Physics)：同时用于查询与仿真；

人物的移动物理属于查询，我们选择Query Only就行。

ObjectType决定了物体本身是什么碰撞类型，可选类型如下(也可以在ProjectSettings里面添加，后面会谈到)：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_08][UE4_UE4_08]

WorldStatic：静态几何物件，如山石，树干等；

WorldDynamic：动态几何物件，如房门，地面可拾取物等；

Pawn：人物或类人的东西，如玩家，野怪；

PhysicsBody：物理体；

Vehicle：载具，如摩托车，飞机等；

Destructible：可破坏物件，如栅栏，窗户等；

ObjectType配置的自由度很高，你也可以把石头配置成载具的ObjectType，只是这样在处理其他物件对它的响应时要绕得过来，一般不会做这种坑人坑己的事情。

碰撞响应决定了该对象对其他碰撞类型的响应，如下图：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_09][UE4_UE4_09]

仔细看可以发现碰撞响应还会细分成Trace Response与Object Response，个人理解其实差别不大，主要是通道过滤比较方便，直观理解射线检测类的配置成Trace Response，对象移动类的配置成Object Response就可以了。ObjectResponses列举出来的情况正是之前我们谈到的ObjectType的枚举，上图应解释成：白盒子对这几种碰撞类型的对象都是阻挡响应。

我们以第三人称人物为例，他本身碰撞类型是Pawn，如下：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_10][UE4_UE4_10]

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_11][UE4_UE4_11]

注意我们看的是ObjectType，而不是上面的CollisionPresets。对人物而言，它对WorldStatic的响应是Block：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_12][UE4_UE4_12]

对于白盒子而言，它自身碰撞类型正是WorldStatic，而对Pawn的响应是Block，如下：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_13][UE4_UE4_13]

两两的碰撞响应都是Block，所以会发生阻挡。而如果将箱子对于人物的响应换成Ignore，如下：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_14][UE4_UE4_14]

则人物可以穿过箱子(大家试试看~)。

综上，每个物件的碰撞信息分成两块可配置：

其一，自身的碰撞类型ObjectType；

其二，这个物件对于其他碰撞类型对象的响应；

如果A的ObjectType是AO，B的ObjectType是BO，假定A配置成了Block BO，同时B配置成了Block AO，那么就会形成阻挡响应，彼此不能通过对方。

下面说下如何自定义碰撞类型，在菜单栏里面选择ProjectSettings，如下：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_15][UE4_UE4_15]

然后在左侧导航这里选择Engine->Collision，如下：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_16][UE4_UE4_16]

右侧可以新建自定义的ObjectChannels，TraceChannels以及Presets，前面提到过ObjectChannels与TraceChannels的区别主要在于通道的过滤，ObjectChannels还会创建一个同名的ObjectType。

对于ObjectChannels的碰撞响应过滤，我们使用蓝图中这个结点SingleSphereTraceForObjects(C++里面也有对应的函数)，如下：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_17][UE4_UE4_17]

注意到ObjectTypes这里选择要过滤的通道，上图表示只有ObjectType为Pawn或者是PhysicsBody的对象才会被碰撞检测到，其他类型的对象则被忽略。

对于TraceChannels的碰撞，使用的是SingleSphereTraceByChannel这个结点，如下：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_18][UE4_UE4_18]

注意这里的通道过滤项是TraceChannel，上图表示只有配置成Block Weapon这个Channel的对象才会被检测到(体现在蓝图右侧OutHit输出结果上)。

此外，还有一些直观的理解，当你考虑的是对象移动时发生的碰撞，就用ObjectChannel(一开始UE的叫法是MovementChannels)，如Pawn，StaticMesh；若考虑是射线检测时发生的碰撞，就用TraceChannel，如Weapon,Visibility。

举个例子，我们在ObjectChannel里面新加一个名为Pickup(表示地上的可拾取物)的碰撞Channel，如下：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_19][UE4_UE4_19]

将默认的碰撞响应配置成了Block，以使pickup默认会被其他碰撞类型阻挡(如果不想让人行走时被pickup拦下，可以在去修正某个Pickup对ObjectType为Pawn的响应。

在TraceChannel里面新加一个名为Weapon(表示枪的射线检测)的碰撞Channel，如下：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_20][UE4_UE4_20]

并将默认响应配置成了Block，即对默认对象类型来说枪射线会被阻挡。

回到编辑器场景窗口，并选中白盒子，查下其碰撞信息，如下：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_21][UE4_UE4_21]

可以看到TraceResponses和ObjectResponses这里已经多了之前添加的项目了。而且在ObjectType这里可以看到同名的ObjectResponses，如下：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_22][UE4_UE4_22]

还有一个Presets的自定义没说，回到Project setting这里：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_23][UE4_UE4_23]

所谓Presets就是碰撞预设，它是将一些常用的碰撞响应配置记录下来，这样以后新添一个对象时，就不用自己选择Custom，然后逐一勾选对不同ObjectType的响应了。比如这里我们配置一下Pickup的响应如下：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_24][UE4_UE4_24]

这样就可以看到PickupPreset最下面一行多了新加项(这里UE有一个UI上面的BUG，右侧的滚动条在第一次打开ProjectSetting是不会显示，也就无法向下滚动，这时只要再单击下Preset就可以了)。

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_25][UE4_UE4_25]

这样我们就可以一键配置想要的碰撞信息了：

![UE4物理模块(三)：碰撞查询\_UE4物理模块(三)：碰撞查询\_26][UE4_UE4_26]

这里稍稍提到了LineTrace的蓝图配置，打算再分出一章详细说下蓝图里面的各种Trace，也是属于碰撞查询这个门类，就放到碰撞查询(下)里面说。

补一下UE移动这块非常好的文章：

《Exploring in UE4》移动组件详解\[原理分析\]

UE4的移动碰撞

UE4人物移动同步算法

作者：Jerry

专栏地址：https://zhuanlan.zhihu.com/p/60840943

[UE4_UE4]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/0ef630165da1f5b243a3b51a0a5847d6.gif
[UE4_UE4_02]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/fcafd8d7388b54210286443c07e811a0.gif
[UE4_UE4_03]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ceff964fc80057375fc6a646cf8a7478.jpeg
[UE4_UE4_04]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/006af10f29080b0d808c8cd06b2dc7d4.jpeg
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[UE4_UE4_26]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/972523bff7b861570a982c711081fb31.jpeg