为了在 VR 环境中确保正确的碰撞检测,开发者必须结合精确的物理模拟、优化的空间计算和高效的交互处理。VR 中的碰撞检测依赖于物理引擎,例如 Unity 的 PhysX 或 Unreal Engine 的 Chaos。这些引擎使用碰撞体(附加到 3D 模型上的简化几何形状,例如盒子、球体、胶囊体)来计算对象之间的交集。例如,VR 控制器可以使用球体碰撞体来近似其物理存在,而复杂的对象可能使用网格碰撞体。引擎在运行时持续检查这些碰撞体是否重叠,从而触发诸如对象阻挡或触觉反馈之类的事件。然而,精度至关重要:过度简化的碰撞体可能会破坏沉浸感,而过度详细的碰撞体会带来性能压力。
优化是保持性能而不牺牲准确性的关键。空间分区技术,例如八叉树或空间网格,通过将环境划分为更小的区域,并且只检测同一区域或相邻区域内的对象,来减少碰撞检测的数量。基于层的碰撞矩阵也有助于忽略不必要的交互(例如,UI 元素无需与地板碰撞)。此外,连续碰撞检测 (CCD) 可以通过预测快速移动对象(例如抛出的虚拟球)在帧之间的路径,来防止它们穿过其他对象。例如,在 Unity 的 Rigidbody 组件中启用 CCD 可以确保激光指示器的光束即使在高速下也能准确检测到碰撞。开发者必须根据应用程序的需求来平衡这些设置——优先考虑交互对象的精度,同时简化静态场景的检测。
最后,处理用户交互需要特别关注控制器和化身主体。VR 控制器和跟踪设备需要低延迟的碰撞检测,以模仿现实世界的响应能力。例如,像抓取对象这样的基于物理的交互,可以使用触发碰撞体来检测玩家的手何时与物品重叠,并结合光线投射以实现精确瞄准。化身也需要碰撞设置,以避免穿墙或穿透物体——可以使用胶囊体碰撞体表示身体,并使用反向动力学 (IK) 来调整肢体位置。调试工具,例如在编辑器中可视化碰撞体或记录碰撞事件,有助于识别问题,例如碰撞体未对齐或交互被遗漏。在 VR 中进行定期游戏测试至关重要,因为有些碰撞缺陷(例如轻微穿模)只有亲身体验时才能注意到。通过将这些技术策略与迭代测试相结合,开发者可以创建沉浸式的、具有碰撞意识的 VR 环境。