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碰撞形状（3D）

本指南介绍以下内容：

  • Godot 中可用于 3D 的碰撞形状类型。

  • 使用凸形或凹形网格作为碰撞形状。

  • 有关 3D 碰撞的性能注意事项。

Godot 提供了多种碰撞形状，它们在性能和精度方面各有权衡。

你可以通过添加一个或多个 CollisionShape3Ds 作为直接子节点来定义 PhysicsBody3D 的形状。间接子节点（即子节点的子节点）会被忽略，不会用作碰撞形状。另外请注意，你必须在检查器面板中为碰撞形状节点添加一个 Shape3D 资源。

备注

当你为单个 PhysicsBody 添加多个碰撞形状时，不必担心它们会重叠。它们不会相互“碰撞”。

基本碰撞形状

Godot 提供以下基本碰撞形状类型：

你可以使用一个或多个基本形状来表示大多数较小物体的碰撞。但是，对于更复杂的物体，例如大型飞船或整个关卡，你可能需要使用凸形或凹形。下面会有更详细的介绍。

我们建议动态物体（如 RigidBody 和 CharacterBody）优先使用基本形状，因为它们的行为最可靠，通常也能提供更好的性能。

凸形碰撞形状

凸碰撞形状是基本碰撞形状和凹碰撞形状之间的折衷方案。它们可以表示任何复杂程度的形状，但有一个重要的限制。顾名思义，单个形状只能表示凸形状。例如，金字塔是凸的，而空心盒子是凹的。要用单个碰撞形状定义凹形物体，你需要使用凹碰撞形状。

根据物体的复杂程度，使用多个凸形而不是一个凹形碰撞形状可能会获得更好的性能。Godot 允许你使用凸分解来生成与空心物体大致匹配的凸形。请注意，超过一定数量的凸形后，这种性能优势就不复存在了。对于像整个关卡这样的大型复杂物体，我们建议使用凹形。

你可以通过选择 MeshInstance3D 节点并使用 3D 视口顶部的网格菜单，在编辑器中生成一个或多个凸碰撞形状。编辑器提供两种生成模式：

  • 创建单个凸碰撞同级节点使用 Quickhull 算法。它会创建一个 CollisionShape 节点，并自动生成一个凸碰撞形状。由于只生成单个形状，它的性能良好，非常适合小型物体。

  • 创建多个凸碰撞同级节点使用 V-HACD 算法。它会创建多个 CollisionShape 节点，每个节点都有一个凸形。由于它能生成多个形状，因此对于凹形物体的精度更高，但代价是性能。对于中等复杂度的物体，这种方法可能比使用单个凹形碰撞形状更快。

凹形或三角网格碰撞形状

凹碰撞形状（也称为三角网格碰撞形状）可以呈现任何形式，从几个三角形到数千个三角形不等。凹形是性能最差的选项，但在 Godot 中也是最精确的。你只能在 StaticBody 中使用凹形。除非 RigidBody 的模式设置为 Static，否则它们不适用于 CharacterBody 或 RigidBody。

备注

尽管凹形提供了最精确的碰撞，但接触报告的精度可能不如基本形状。

在不使用 GridMap 进行关卡设计时，凹形是关卡碰撞的最佳选择。也就是说，如果你的关卡包含细小的细节，出于性能和游戏体验的考虑，你可能希望将这些细节排除在碰撞之外。为此，你可以在 3D 建模软件中构建一个简化的碰撞网格，并让 Godot 为其自动生成碰撞形状。下面会有更详细的介绍

请注意，与基本形状和凸形不同，凹碰撞形状没有实际的“体积”。你既可以将物体放置在形状的外侧，也可以放置在内侧。

你可以通过选择 MeshInstance3D 节点并使用 3D 视口顶部的网格菜单，在编辑器中生成凹碰撞形状。编辑器提供两个选项：

  • 创建三角网格静态体是一个方便的选项。它会创建一个 StaticBody，其中包含与网格几何形状匹配的凹形。

  • 创建三角网格碰撞同级节点会创建一个 CollisionShape 节点，其中包含与网格几何形状匹配的凹形。

参见

有关如何为 Godot 导出模型以及如何在导入时自动生成碰撞形状的信息，请参阅导入 3D 场景。

性能注意事项

每个 PhysicsBody 并不局限于一个碰撞形状。不过，我们建议尽量减少形状数量以提升性能，尤其是对于 RigidBody 和 CharacterBody 这类动态物体。此外，避免对 CollisionShape 进行平移、旋转或缩放，以便从物理引擎的内部优化中受益。

当在 StaticBody 中使用单个未经变换的碰撞形状时，引擎的 broad phase（粗略检测）算法可以忽略不活跃的 PhysicsBody。这样 narrow phase（精确检测）就只需考虑活跃物体的形状。如果 StaticBody 有多个碰撞形状，broad phase 就会失效。速度较慢的 narrow phase 就必须对每个形状执行碰撞检查。

如果遇到性能问题，你可能需要在精度方面做出妥协。大多数游戏的碰撞都不是 100% 精确的。它们会找到巧妙的方法来隐藏这一点，或者让它在正常游戏过程中不易被察觉。