Unity Physics：实现部分碰撞引擎处理、全碰撞代码可检测的方法

核心需求 #

• 实体与地形的碰撞由Unity物理系统正常处理
• 实体之间可互相穿过（无物理阻挡）
• 实体间仍能检测到重叠，且能获取碰撞法线等物理信息

原有实现方案 #

给每个实体添加两个Collider2D：一个开启IsTrigger（用于实体间重叠检测），一个关闭IsTrigger（用于与地形的物理碰撞），并通过IgnoreSolidColliders组件让实体的非触发碰撞器互相忽略。代码如下：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEditor;
using System.Linq;

//Has object ignore non-trigger collisions with objects on the given layers.
public class IgnoreSolidColliders : MonoBehaviour
{
    //The layers an object has to be on to be affected by this script.
    [SerializeField] int[] layers;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        Collider2D solidCollider = new Collider2D();

        foreach(Collider2D collider in GetComponents<Collider2D>())
        {
            if(!collider.isTrigger)
            {
                solidCollider = collider;
                break;
            }
        }

        foreach(GameObject gameObject in GetAllObjectsOnlyInScene())
        {
            //Check to make sure the object has colliders and is on a targeted layer before wasting any more time on it
            if(gameObject.GetComponent<Collider2D>() != null && layers.Contains(gameObject.layer))
            {
                foreach(Collider2D collider in gameObject.GetComponents<Collider2D>())
                {
                    if(!collider.isTrigger)
                    {
                        Physics2D.IgnoreCollision(solidCollider, collider);
                    }
                }
            }
        }
    }

    List<GameObject> GetAllObjectsOnlyInScene()
    {
        List<GameObject> objectsInScene = new List<GameObject>();

        foreach (GameObject go in Resources.FindObjectsOfTypeAll(typeof(GameObject)) as GameObject[])
        {
            if (!EditorUtility.IsPersistent(go.transform.root.gameObject) && !(go.hideFlags == HideFlags.NotEditable || go.hideFlags == HideFlags.HideAndDontSave))
                objectsInScene.Add(go);
        }

        return objectsInScene;
    }
}

原有方案的问题 #

1. 实体间仅通过触发器交互，触发器无法提供ContactPoints等物理信息，难以获取碰撞法线
2. 每个实体需挂载两个同类型Collider，修改碰撞盒时需同步调整，操作繁琐
3. 实例化实体时遍历场景所有GameObject，大量实例化场景下性能开销大

尝试过的无效思路 #

• 无法用Static/Dynamic标签区分实体，移动平台等非实体也可能是动态的
• 碰撞发生后再调用IgnoreCollision()会出现明显的短暂物理碰撞卡顿
• 修改Layer Collision Matrix关闭实体层间碰撞会同时禁用触发器和OnCollisionEnter()等检测

解决方案 #

方案1：分层物理+主动检测（推荐） #

1. 创建两个专属层：EntityPhysics（处理与地形的物理碰撞）、EntityDetection（处理实体间的重叠检测）
2. 在Layer Collision Matrix中配置：
   • EntityPhysics仅与地形层碰撞，与其他EntityPhysics层无碰撞
   • EntityDetection仅与其他EntityDetection层碰撞
3. 给每个实体添加单个Collider2D，设置其Layer为EntityPhysics；在FixedUpdate中通过Physics2D.OverlapCollider检测同层EntityDetection的实体，同时可获取完整的碰撞信息：

   using UnityEngine;
   
   public class EntityDetector : MonoBehaviour
   {
       private Collider2D _collider;
       public LayerMask entityDetectionLayer;
   
       void Awake()
       {
           _collider = GetComponent<Collider2D>();
       }
   
       void FixedUpdate()
       {
           ContactFilter2D filter = new ContactFilter2D();
           filter.SetLayerMask(entityDetectionLayer);
           List<Collider2D> hitColliders = new List<Collider2D>();
           
           if (_collider.OverlapCollider(filter, hitColliders) > 0)
           {
               foreach (var collider in hitColliders)
               {
                   // 获取碰撞法线等信息
                   Physics2D.GetContacts(_collider, collider, out ContactPoint2D[] contacts);
                   foreach (var contact in contacts)
                   {
                       Debug.Log("碰撞法线：" + contact.normal);
                   }
                   // 处理实体交互逻辑，如转向
                   HandleEntityInteraction(collider.gameObject);
               }
           }
       }
   
       void HandleEntityInteraction(GameObject otherEntity)
       {
           // 自定义交互逻辑
       }
   }
   

方案2：物理材质关闭碰撞响应 #

1. 创建自定义PhysicsMaterial2D，设置Friction=0、Bounciness=0，开启Enable Collision Response为false（Unity 2020+版本支持）
2. 将该材质赋予实体的Collider2D，设置实体Layer仅与地形层碰撞
3. 此时实体间会触发OnCollisionEnter2D等回调，但无物理阻挡，同时可直接获取ContactPoint2D中的法线信息：

   using UnityEngine;
   
   public class EntityCollision : MonoBehaviour
   {
       void OnCollisionEnter2D(Collision2D collision)
       {
           if (collision.gameObject.CompareTag("Entity"))
           {
               foreach (ContactPoint2D contact in collision.contacts)
               {
                   Debug.Log("碰撞法线：" + contact.normal);
               }
               // 处理实体交互逻辑
           }
       }
   }
   

方案3：优化原有忽略碰撞逻辑 #

1. 维护全局列表存储实体的非触发碰撞器，避免遍历整个场景：

   using System.Collections.Generic;
   using UnityEngine;
   
   public class EntityCollisionHandler : MonoBehaviour
   {
       public static List<Collider2D> EntitySolidColliders = new List<Collider2D>();
       private Collider2D _solidCollider;
   
       void Awake()
       {
           _solidCollider = GetComponent<Collider2D>();
           if (_solidCollider != null && !_solidCollider.isTrigger)
           {
               // 忽略与已有实体的碰撞
               foreach (var collider in EntitySolidColliders)
               {
                   Physics2D.IgnoreCollision(_solidCollider, collider);
               }
               EntitySolidColliders.Add(_solidCollider);
           }
       }
   
       void OnDestroy()
       {
           if (_solidCollider != null)
           {
               EntitySolidColliders.Remove(_solidCollider);
           }
       }
   }
   

   此方案解决了原有的性能问题，同时保留单个Collider的简洁性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者TT87