RayCast和Vector3D使用时所注意到的

简介

之前一直以为Vector3d就只能代表一个点，最近在写ML-Agents环境用到RayCast时注意到Vector3D正如其名，需要将其看作是向量来用会更容易理解。以下用两个例子来实际操作。

第一需求：连接自机中心点S与敌机最左和最右两侧的点Le与Re

我的解决方案

射出一条垂直向上的向量Vertical，并连接自机与敌机所形成向量EnemytoMe

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Vector3 Vertical = new Vector3(0, 100, 0);//垂直向上的向量
Vector3 EnemytoMe = MyselfPosition - thisEnemyPosition;//Enemy和自机连线，指向自机的向量

使用Vector3.Cross()射出垂直于Vertical和EnemytoMe两向量所形成平面的向量LHorizontal和Rhorizontal (具体使用方法参考Vector3.Cross()，写的比我清楚_(:з」∠)_)

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Vector3 LHorizontal = Vector3.Cross(Vertical, EnemytoMe);
Vector3 RHorizontal = Vector3.Cross(EnemytoMe, Vertical);

由于刚才垂直向上的向量太长了，需要下面操作缩短为1/2Enemy宽度

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float standaedization = (float)thisEnemyWidth / Vector3.Distance(thisEnemyPosition, RHorizontal);//计算需要缩小的比例

适用该比例于RHorizontal 和LHorizontal

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RHorizontal *= standaedization;//应用缩小比例，标准化完成
LHorizontal *= standaedization;//应用缩小比例，标准化完成

最后使用向量基本运算即可求出自机与敌机左右连线的向量LMetoEnemy 和RMetoEnemy

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Vector3 LMetoEnemy = LHorizontal - EnemytoMe;//自机与左侧边界连线Me<- Enemy
Vector3 RMetoEnemy = RHorizontal - EnemytoMe;//自机与右侧边界连线Enemy ->Me

实际执行示意图

第二需求：使用agentCam.WorldToViewportPoint()判断敌机左右两侧的点是否在视角内

我的解决方案

使用向量基本运算即可求出 0点与敌机左右连线的向量L0toEnemy 和R0toEnemy ，此时该向量可视为该点在世界中的绝对坐标此时可直接讲两向量带入agentCam.WorldToViewportPoint()获得两点于视角内坐标LEnemyInView 和REnemyInView

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Vector3 L0toEnemy = LHorizontal + thisEnemyPosition;// Enemy左侧绝对坐标
Vector3 R0toEnemy = RHorizontal + thisEnemyPosition;// Enemy右侧绝对坐标
Vector3 LEnemyInView = agentCam.WorldToViewportPoint(L0toEnemy);//Enemy左侧于视角中位置
Vector3 REnemyInView = agentCam.WorldToViewportPoint(R0toEnemy);//Enemy右侧于视角中位置

当LEnemyInView 或REnemyInView 满足以下条件时既其在视角可见范围内，其中.x .y分别为在视角内横向与纵向坐标，.z为距离视角的深度，正为为该点在正面，负为该点在背面。

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LEnemyInView.x >= 0
LEnemyInView.x <= 1
LEnemyInView.y >= 0
LEnemyInView.y <= 1
LEnemyInView.z >0

以下为所有代码

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Vector3 Vertical = new Vector3(0, 100, 0);//垂直向上的向量
Vector3 EnemytoMe = MyselfPosition - thisEnemyPosition;//Enemy和自机连线，指向自机的向量
Vector3 LHorizontal = Vector3.Cross(Vertical, EnemytoMe);// 垂直于Vc与Vertical向量所组成的面的，且指向<-左侧的小向量<- Enemy
Vector3 RHorizontal = Vector3.Cross(EnemytoMe, Vertical);// 垂直于Vc与Vertical向量所组成的面的，且指向->右侧的小向量Enemy ->

//此时RHorizontal，LHorizontal的长度巨几把长，需要下面操作标准化为1/2Enemy宽度
float standaedization = (float)thisEnemyWidth / Vector3.Distance(thisEnemyPosition, RHorizontal);//计算需要缩小的比例
RHorizontal *= standaedization;//应用缩小比例，标准化完成
LHorizontal *= standaedization;//应用缩小比例，标准化完成
Vector3 LMetoEnemy = LHorizontal - EnemytoMe;//自机与左侧边界连线Me<- Enemy
Vector3 RMetoEnemy = RHorizontal - EnemytoMe;//自机与右侧边界连线Enemy ->Me
Vector3 L0toEnemy = LHorizontal + thisEnemyPosition;// Enemy左侧绝对坐标
Vector3 R0toEnemy = RHorizontal + thisEnemyPosition;// Enemy右侧绝对坐标
float LMetoEnemyDist = Vector3.Distance(MyselfPosition, L0toEnemy);
float RMetoEnemyDist = Vector3.Distance(MyselfPosition, R0toEnemy);
Vector3 LEnemyInView = agentCam.WorldToViewportPoint(L0toEnemy);//Enemy左侧于视角中位置
Vector3 REnemyInView = agentCam.WorldToViewportPoint(R0toEnemy);//Enemy右侧于视角中位置

//Debug连线，颜色遵循飞机航行灯基本使用规则，左红右绿尾翼白。
//Debug.DrawRay(thisEnemyPosition, EnemytoMe, Color.white);//Enemy和自机连线，指向自机的向量
//Debug.DrawRay(thisEnemyPosition, Vertical, Color.white);//垂直向上的向量
//Debug.DrawRay(thisEnemyPosition, LHorizontal, Color.red);// 垂直于Vc与Vertical向量所组成的面的，且指向<-左侧的小向量<- Enemy
//Debug.DrawRay(thisEnemyPosition, RHorizontal, Color.green);// 垂直于Vc与Vertical向量所组成的面的，且指向->右侧的小向量Enemy ->
//Debug.DrawRay(MyselfPosition, LMetoEnemy, Color.red);//自机与左侧边界连线<- Enemy
//Debug.DrawRay(MyselfPosition, RMetoEnemy, Color.green);//自机与右侧边界连线Enemy ->
//Debug.Log("EnemyObj" + EnemyIndex + "Position:" + thisEnemyPosition);

//左侧于可见范围内--<--<--<--<--<--<--<--<--<--<--<--<--<--<
if (LEnemyInView.x >= (thisEnemyWidth - attentionRange / 2) && LEnemyInView.x <= (thisEnemyWidth + attentionRange / 2) && LEnemyInView.z >0)
{
//...
}