57.性能优化-CPU-物理-碰撞层矩阵
57.1 知识点
知识回顾：物理检测中的广义阶段和狭义阶段
物理引擎中的碰撞检测一般分两步：
Broadphase（广义阶段 / 粗检测阶段 / 宽阶段检测）
- 目标：快速找出可能会相撞的一对对象
- 方法：用简单的边界盒（AABB：Axis-Aligned Bounding Box，轴对齐包围盒）进行检测
- 特点：速度快但不精确，只负责筛选候选对，不计算是否真的碰撞
Narrowphase（狭义阶段 / 精检测阶段 / 窄阶段检测）
- 目标：对 Broadphase 找到的候选对象进行精确检测
- 方法：用实际碰撞体形状（球体、胶囊体、多边形、网格等）计算真正的接触点
- 特点：精确但耗时大
Broadphase 相当于安检口的初筛，是碰撞检测的第一步。
优化物理引擎消耗的主要思路
物理引擎的 CPU 消耗主要来自碰撞检测和物理解算的计算量。
Unity 物理模块会对所有可能发生碰撞的对象进行检测，这是开销最大的部分之一。
优化思路的核心是减少物理相关的无效计算。例如：
- 上节课学习的增加物理更新时间步长，就是一种减少物理计算的方式，但要注意不能影响物理表现。
- 本节课的碰撞层矩阵设置，是 Unity 提供的有效方案，用于避免无效计算。
Layer Collision Matrix（碰撞层矩阵）设置
Layer Collision Matrix 可在 Project Settings -> Physics 相关页签中找到。
作用说明
在 Unity 物理系统中，每个碰撞器都属于某个 Layer。
Layer Collision Matrix 是一张 Layer 与 Layer 之间是否参与碰撞检测的开关表：
- 勾选：两个层中的碰撞器会进行碰撞检测
- 取消勾选：两个层中的碰撞器完全不会进入 Broadphase，引擎直接忽略这对 Layer 组合，从而节约 CPU
Layer Collision Matrix 相当于全局碰撞过滤器。
举例说明
假设游戏中有 Player、Monster、Bullet、UI 等层，默认设置下：
- Bullet 会与 Player、Enemy、UI 层都进行碰撞检测
- Player 也会与 UI 层检测
这会产生大量无意义检测。通过设置 Layer Collision Matrix，可以大幅减少无意义计算，优化 CPU 性能。
示例：代码中动态忽略层碰撞
// 在代码中临时忽略某两个层之间的碰撞
Physics.IgnoreLayerCollision(LayerMask.NameToLayer("Player"), LayerMask.NameToLayer("UI"), true);
57.3 知识点代码
Lesson57_性能优化_CPU_物理_碰撞层矩阵.cs
public class Lesson57_性能优化_CPU_物理_碰撞层矩阵
{
#region 知识回顾 物理检测中的广义阶段和狭义阶段
//在物理引擎中，碰撞检测一般分两步：
//1.Broadphase（广义阶段|粗检测阶段|宽阶段检测）
// 目标：快速找出可能会相撞的一对对象
// 方法：用简单的边界盒（AABB：Axis-Aligned Bounding Box，轴对齐包围盒）进行检测
// 特点：非常快，但不精确。它不会算真的撞没撞，只负责筛选出候选对
//2.Narrowphase（狭义阶段|精检测阶段|窄阶段检测）
// 目标：对 Broadphase 找到的候选对象，进行更精确的检测
// 方法：用实际碰撞体形状（球体、胶囊体、多边形、网格等）计算真正的接触点
// 特点：精确但耗时大
//因此在进行碰撞检测时，Broadphase 就像安检口的初筛，它是第一步会做的事情
#endregion
#region 知识点一 优化物理引擎消耗的主要思路
//物理引擎的CPU消耗，本质上就是碰撞检测和物理解算的计算量
//Unity的物理模块会对所有可能发生碰撞的对象进行检测
//而这一步就是开销最大的部分之一
//因此优化物理引擎消耗的主要思路
//就是从本质上减少物理相关的无效计算
//比如我们上节课学习的 增加物理更新时间步长 就是减少物理计算的一种方案
//但是在采用这种方案时，一定要注意不能影响我们的物理表现
//而我们这节课将要学习的碰撞层矩阵设置
//就是Unity提供给我们的避免无效计算的有效解决方案
#endregion
#region 知识点二 Layer Collision Matrix（碰撞层矩阵）设置
//Layer Collision Matrix（碰撞层矩阵）设置
//可以在Unity的 Project Settings 中的 Physics 相关页签中找到
//在Unity的物理系统中
//每个碰撞器都属于某一个Layer（层级）
//Layer Collision Matrix（层碰撞矩阵） 就是一张 Layer 与 Layer 之间是否参与碰撞检测的开关表
//1.勾选，则两个层中的碰撞器会进行碰撞检测
//2.取消勾选，则两个层中的碰撞器完全不会进入Broadphase（广义阶段）
// 引擎会直接忽略这对Layer组合，可以节约CPU消耗
//总的来说
//Layer Collision Matrix（碰撞层矩阵）
//就是一个全局碰撞过滤器
//举例说明
//假设游戏中有
//Player
//Monster
//Bullet
//UI
//默认设置
//Bullet会跟Player、Enemy、UI层都进行碰撞检测
//Player也会跟UI层检测
//这样的结果就是
//产生了大量的无意义的检测
//我们可以通过设置Layer Collision Matrix（层碰撞矩阵）
//大幅减少无意义计算，从而优化CPU性能
#endregion
}
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