游戏引擎之物理碰撞检测原理：AABB算法

在游戏引擎中，物理碰撞检测是一个至关重要的环节，它能够提供逼真的游戏体验，提高游戏的可玩性。物理碰撞检测是指在游戏世界中检测两个物体是否发生碰撞的过程。当两个物体发生碰撞时，游戏引擎需要检测到这个事件，并相应地更新物体的状态。这包括检测、跟踪和响应碰撞事件。
为了实现高效的物理碰撞检测，游戏引擎通常使用包围盒（bounding boxes）或轴对齐包围盒（Axis-Aligned Bounding Boxes，AABB）来近似表示物体。包围盒是一个围绕物体的矩形盒子，它可以快速地检测两个物体是否相交。在3D空间中，AABB是一个立方体，其六个面分别与三个坐标轴（x、y、z）对齐。由于AABB的轴都是对齐的，因此它可以快速地判断两个物体是否相交。
AABB算法的基本思想是，对于每个物体，我们都有一个包围盒。当执行碰撞检测时，我们比较两个物体的包围盒是否相交。如果两个包围盒不重叠，那么它们的形状肯定不会相交；如果两个包围盒重叠，则需要进一步检查实际形状是否相交。
在实际应用中，AABB算法可以大大提高碰撞检测的效率。由于包围盒是矩形的，我们可以使用一些简单的数学方法来快速判断它们是否相交。此外，由于包围盒的大小和形状都是固定的，我们可以预先计算出它们的包围盒，而不需要在每次检测时重新计算。这使得AABB算法非常适合用于实时物理模拟。
在3D游戏中，每个物体都可以用一个立方体盒子来表示。在2D游戏中，每个物体可以用一个矩形盒子来表示。这些盒子称为包围盒或AABB。当执行碰撞检测时，我们首先比较两个物体的包围盒是否相交。如果它们的包围盒不重叠，那么它们的实际形状肯定不会相交；如果它们的包围盒重叠，则需要进一步检查实际形状是否相交。
为了实现AABB算法，我们需要遍历场景中的所有物体，并为每个物体计算其包围盒。然后，我们可以比较任意两个物体的包围盒是否相交。如果两个包围盒不重叠，那么它们的形状肯定不会相交；如果两个包围盒重叠，则需要进一步检查实际形状是否相交。
在实际应用中，AABB算法可以大大提高碰撞检测的效率。由于包围盒的大小和形状都是固定的，我们可以预先计算出它们的包围盒，而不需要在每次检测时重新计算。这使得AABB算法非常适合用于实时物理模拟。
然而，AABB算法也有一些局限性。例如，如果物体的形状不规则或非常复杂，使用AABB算法可能会引入较大的误差。在这种情况下，可能需要使用更精确的碰撞检测算法来处理这些特殊情况。
总之，AABB算法是一种简单而有效的碰撞检测算法，它在游戏开发中被广泛应用。通过理解AABB算法的工作原理和优缺点，我们可以更好地利用它来提高游戏的性能和逼真度。同时，我们也可以探索其他更高级的碰撞检测算法来处理更复杂的情况。