【虚幻引擎UE】UE4/UE5 基于2D屏幕坐标获取场景3D坐标射线检测（蓝图/C++）-Toy模板网

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一、射线检测

1）定义

射线检测（Ray Casting）是一种计算机图形和计算机图形学中的基本技术，用于检测光线或射线是否与三维场景中的物体相交，以确定相交点的位置和其他相关信息。射线检测通常用于实现各种交互功能、渲染效果和物理模拟，包括但不限于鼠标拾取、光线追踪、碰撞检测和物体拾取等。

1）射线与3D场景中的物体交互的流程

步骤	描述
1	定义射线：定义射线的起点和方向向量。
2	检测相交：沿着射线的方向，从起点开始沿射线前进，检测射线是否与场景中的任何物体相交。通常，这涉及到进行碰撞检测，以确定是否有物体与射线相交。
3	确定交点：如果射线与物体相交，计算交点的位置。交点通常以3D坐标的形式给出，表示射线与物体相交的点。
4	处理交互：根据应用的需求，您可以在交互点上执行特定的操作，如选择物体、执行动作或渲染效果。
5	遍历所有可能的相交点：射线检测通常可以返回多个相交点，因此可以考虑遍历所有可能的交点以处理多重相交。

2）射线检测蓝图函数

蓝图函数	描述
`LineTraceByChannel`	执行一条射线检测，检测与指定碰撞通道相交的物体。返回一个 `Hit Result` 结构。
`SphereTraceByChannel`	以球体的形状执行射线检测，检测球体与物体的碰撞。返回一个 `Hit Result` 结构。
`LineTraceMultiByChannel`	执行射线检测，检测与指定碰撞通道相交的所有物体。返回一个 `Hit Results` 数组。
`SphereTraceMultiByChannel`	以球体的形状执行射线检测，检测球体与多个物体的碰撞。返回一个 `Hit Results` 数组。
`BoxTraceByChannel`	执行射线检测，检测与指定碰撞通道相交的物体，使用盒子形状。返回一个 `Hit Result` 结构。
`MultiSphereTraceByChannel`	执行多个球体形状的射线检测，检测多个球体与物体的碰撞。返回一个 `Hit Results` 数组。
`LineTraceForObjects`	执行射线检测，检测与指定物体类型相交的物体。返回一个 `Hit Result` 结构。
`SphereTraceForObjects`	以球体的形状执行射线检测，检测与指定物体类型相交的物体。返回一个 `Hit Result` 结构。
`BoxTraceForObjects`	执行射线检测，检测与指定物体类型相交的物体，使用盒子形状。返回一个 `Hit Result` 结构。
`MultiSphereTraceForObjects`	执行多个球体形状的射线检测，检测与指定物体类型相交的物体。返回一个 `Hit Results` 数组。
`CapsuleTraceByChannel`	以胶囊体的形状执行射线检测，检测胶囊体与物体的碰撞。返回一个 `Hit Result` 结构。
`CapsuleTraceForObjects`	以胶囊体的形状执行射线检测，检测与指定物体类型相交的物体。返回一个 `Hit Result` 结构。

3）蓝图实现根据鼠标点击位置获取场景中的坐标值

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4）根据相机中心点获取场景中的坐标值

需要获取到pawn里的相机。
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5）射线检测相关C++函数

（仅列举linetrace系列其他大同小异）

LineTraceSingleByChannel：
- 用于检测一条射线与第一个相交物体的碰撞。
- 返回一个FHitResult结构，其中包含有关碰撞的信息，如碰撞点、碰撞法线和碰撞物体的引用。

bool UWorld::LineTraceSingleByChannel(FHitResult& OutHit, const FVector Start, const FVector End, ECollisionChannel TraceChannel, const FCollisionQueryParams& Params)

LineTraceMultiByChannel：
- 用于检测一条射线与多个相交物体的碰撞。
- 返回一个TArray<FHitResult>，其中包含所有相交物体的碰撞信息。

int32 UWorld::LineTraceMultiByChannel(TArray<FHitResult>& OutHits, const FVector Start, const FVector End, ECollisionChannel TraceChannel, const FCollisionQueryParams& Params)

LineTraceSingleByObjectType：
- 类似于LineTraceSingleByChannel，但是使用物体类型（EObjectTypeQuery）而不是碰撞通道进行检测。

bool UWorld::LineTraceSingleByObjectType(FHitResult& OutHit, const FVector Start, const FVector End, FObjectQueryParams ObjectQueryParams, const FCollisionQueryParams& Params)

LineTraceMultiByObjectType：
- 类似于LineTraceMultiByChannel，但是使用物体类型（EObjectTypeQuery）而不是碰撞通道进行检测。

int32 UWorld::LineTraceMultiByObjectType(TArray<FHitResult>& OutHits, const FVector Start, const FVector End, FObjectQueryParams ObjectQueryParams, const FCollisionQueryParams& Params)

6）C++实现手动创建射线检测

FVector StartLocation;  // 射线的起点坐标
FVector ForwardVector;  // 射线的方向向量
FHitResult HitResult;  // 用于存储碰撞信息的变量

// 设置射线的起点坐标
StartLocation = PlayerCameraComponent->GetComponentLocation();  // PlayerCameraComponent是摄像机组件

// 设置射线的方向向量
ForwardVector = PlayerCameraComponent->GetForwardVector();  // 获取摄像机的前向向量

// 建立射线
FVector EndLocation = ((ForwardVector * RayLength) + StartLocation);  // 计算射线的终点坐标

// 进行射线检测
if (GetWorld()->LineTraceSingleByChannel(HitResult, StartLocation, EndLocation, ECC_Visibility))
{
    // 射线与物体相交，可以在HitResult中获取碰撞信息
    AActor* HitActor = HitResult.GetActor();
    FVector ImpactPoint = HitResult.ImpactPoint;
    // 进一步处理交互逻辑
}

PlayerCameraComponent：摄像机组件
LineTraceSingleByChannel：射线检测函数
HitResult：碰撞的物体和碰撞点
RayLength：射线的长度；
ECC_Visibility：射线检测所使用的碰撞通道文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-734139.html

7）C++实现点击获取场景中的坐标值


void AYourPlayerController::GetSceneLocationFromMouse()
{
    // 获取玩家控制器
    APlayerController* PlayerController = this;

    if (PlayerController)
    {
        // 获取鼠标点击位置
        FVector MouseLocation, MouseDirection;
        PlayerController->DeprojectMousePositionToWorld(MouseLocation, MouseDirection);

        // 创建射线，用于射线检测
        FHitResult HitResult;
        FCollisionQueryParams CollisionParams;

        // 执行射线检测
        if (GetWorld()->LineTraceSingleByChannel(HitResult, MouseLocation, MouseLocation + MouseDirection * YourRayLength, ECC_Visibility, CollisionParams))
        {
            // 获取射线与场景相交的位置
            FVector SceneLocation = HitResult.Location;

            // 打印结果
            UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Scene Location: %s"), *SceneLocation.ToString());
        }
    }
}

二、非射线检测的情况

1）根据相机当前位置获取中心点的世界坐标


void AYourPlayerController::GetCameraCenterLocation()
{
    // 获取玩家控制器的视图控制器
    APlayerController* PlayerController = this;

    if (PlayerController)
    {
        // 获取相机组件
        UCameraComponent* CameraComponent = PlayerController->PlayerCameraManager->GetCameraComponent();

        if (CameraComponent)
        {
            // 获取相机位置
            FVector CameraLocation = CameraComponent->GetComponentLocation();

            // 获取相机旋转
            FRotator CameraRotation = CameraComponent->GetComponentRotation();

            // 计算相机中心点的位置（通常位于相机位置的前方，视角方向）
            FVector CameraForwardVector = CameraRotation.Vector();
            FVector CameraCenterLocation = CameraLocation + CameraForwardVector * YourDistance;  // 替换 YourDistance 为相机中心点到相机位置的距离

            // 将相机中心点的位置转换为场景中的坐标
            FVector WorldLocation = CameraCenterLocation;

            // 打印结果
            UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Camera Center Location: %s"), *WorldLocation.ToString());
        }
    }
}