artificial-intelligence - 如何检查一个游戏对象是否可以看到另一个？

Question

我有一个对象，它面向特定方向，（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）。

除了从Direction - (FieldOfView / 2)to的每个角度投射一条光线Direction + (FieldOfView / 2)（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？

Answer 1

我在视频游戏行业工作过，我可以说每帧都做像 arccos 这样的三角函数并不理想。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 .

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。

这是因为这个等式起作用的：

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)

Answer 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))).

Answer 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，这将以相同的方式工作。（在 3D 中，如果您有一个视锥体而不是圆锥体，那么您需要将角度分成两个分量。）您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。如果从观察者到任何这些点的矢量在视野内给出了一个角度，那么框的那个角是可见的。

Answer 4

如果您正在做 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这种视锥体剔除技术的东西。

Answer 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。去读吧，它写得很好，很容易。