unity计算三维空间下点到线，点到面，线到线，线到面，面到面最短距离的点的方法

2024-04-25 13:12
文章标签 方法 计算 unity 三维空间 短距离 面到 点到面 线到 下点

本文主要是介绍unity计算三维空间下点到线，点到面，线到线，线到面，面到面最短距离的点的方法，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

通用的一个方法GetDistance，计算两个点的距离，不开平方

/// <summary>
/// 获取两个点的距离，不开平方
/// </summary>
/// <param name="a"></param>
/// <param name="b"></param>
/// <returns></returns>
public static float GetDistance(Vector3 a, Vector3 b)
{float num = a.x - b.x;float num2 = a.y - b.y;float num3 = a.z - b.z;return num * num + num2 * num2 + num3 * num3;
}

1.计算一条线段上到一个点距离最短的点

/// <summary>
/// 获取一个点到一条线段的最近点
/// </summary>
/// <param name="point"></param>
/// <param name="lineStart"></param>
/// <param name="lineEnd"></param>
/// <returns></returns>
public static Vector3 PointToLineSegmentDistance(Vector3 point, Vector3 lineStart, Vector3 lineEnd)
{Vector3 lineDirection = lineEnd - lineStart;Vector3 pointDirection = point - lineStart;float lineLength = lineDirection.magnitude;lineDirection.Normalize();float dotProduct = Vector3.Dot(pointDirection, lineDirection);dotProduct = Mathf.Clamp(dotProduct, 0f, lineLength);Vector3 closestPoint = lineStart + lineDirection * dotProduct;return closestPoint;
}

2.计算一个三角形内距离一个点最短的点

/// <summary>
/// 获取一个点到一个三角形内最短距离的点
/// </summary>
/// <param name="a">三角形顶点a</param>
/// <param name="b">三角形顶点b</param>
/// <param name="c">三角形顶点c</param>
/// <param name="pos"></param>
/// <returns></returns>
public static Vector3 GetPosInTriangle(Vector3 a, Vector3 b, Vector3 c, Vector3 pos)
{Vector3 normal = Vector3.Cross(b - a, c - a).normalized;Vector3 toPoint = pos - a;float distance = Vector3.Dot(toPoint, normal);Vector3 targetPos = pos - distance * normal;if(PointInTriangle(targetPos, a, b, c))return targetPos;else{Vector3 p1 = PointToLineSegmentDistance(pos, a, b);Vector3 p2 = PointToLineSegmentDistance(pos, a, c);Vector3 p3 = PointToLineSegmentDistance(pos, b, c);float d1 = Vector3.Distance(p1, pos);float d2 = Vector3.Distance(p2, pos);float d3 = Vector3.Distance(p3, pos);if (d1 <= d2 && d1 <= d3)return p1;else if (d2 <= d3 && d2 <= d1)return p2;else /*if(d3 <= d1 && d3 <= d2)*/return p3;//return default;}
}/// <summary>
/// 判断一个点是否在三角形内
/// </summary>
/// <param name="pos"></param>
/// <param name="a"></param>
/// <param name="b"></param>
/// <param name="c"></param>
/// <returns></returns>
public static bool PointInTriangle(Vector3 pos, Vector3 a, Vector3 b, Vector3 c)
{var v0 = c - a;var v1 = b - a;var v2 = pos - a;var dot00 = Vector3.Dot(v0, v0);var dot01 = Vector3.Dot(v0, v1);var dot02 = Vector3.Dot(v0, v2);var dot11 = Vector3.Dot(v1, v1);var dot12 = Vector3.Dot(v1, v2);var invDenom = 1 / (dot00 * dot11 - dot01 * dot01);var u = (dot11 * dot02 - dot01 * dot12) * invDenom;var v = (dot00 * dot12 - dot01 * dot02) * invDenom;// 如果u和v都在[0,1]的范围内，那么点P在三角形ABC内return (u >= 0) && (v >= 0) && (u + v < 1);
}

3.计算两条线段间距离最短的两个点，此方法不是最优方法，还需修改

/// <summary>
/// 计算两个线段的最近点
/// 此方法需要修改，现在实现的方法不是最好的方法，存在误差
/// </summary>
/// <param name="line1Point1"></param>
/// <param name="line1Point2"></param>
/// <param name="line2Point1"></param>
/// <param name="lin2Point2"></param>
/// <param name="value1"></param>
/// <param name="value2"></param>
public static float LineToLine(Vector3 line1Point1, Vector3 line1Point2, Vector3 line2Point1, Vector3 lin2Point2, out Vector3 value1, out Vector3 value2)
{List<Vector3> points = new List< Vector3>();value1 = Vector3.zero ; value2 = Vector3.zero ;//这边的方法需要修改，目前是将线段1按每距离0.1米加一个点（包括两个端点）float dis = Vector3.Distance(line1Point1, line1Point2);int count = (int)(dis * 10);Vector3 dir = (line1Point2 - line1Point1).normalized;points.Add(line1Point1);for (int i = 1; i <= count; i++){points.Add(dir * 0.1f * i + line1Point1);}points.Add(line1Point2);float minDis = float.MaxValue;//然后使用每个点计算到另一线段距离最短的点，最后比较得到距离最短的点foreach (var item in points){Vector3 p = PointToLineSegmentDistance(item, line2Point1, lin2Point2);float d = GetDistance(p, item);if(d < minDis){minDis = d;value1 = item;value2 = p;}}return minDis;
}

4.计算一条线段到一个三角面距离最短的两个点

/// <summary>
/// 计算一条线段到一个三角面距离最短的两个点
/// </summary>
/// <param name="linePoints"></param>
/// <param name="triPoints"></param>
/// <param name="value1"></param>
/// <param name="value2"></param>
public static void LineToTriangle(List<Vector3> linePoints, List<Vector3> triPoints, out Vector3 value1, out Vector3 value2)
{value1 = Vector3.zero;value2 = Vector3.zero;Vector3 pos = default;//判断线段与三角面是否相交，若相交，则距离最短的点为交点if (LineIntersectsTriangle(linePoints[0], linePoints[1], triPoints[0], triPoints[1], triPoints[2],out pos)){value1 = pos;value2 = pos;return;}//不相交的话，分别计算这条边与三角形三条边距离最短的点Vector3 p1 = default;Vector3 p2 = default;float dis1 = LineToLine(linePoints[0], linePoints[1], triPoints[0], triPoints[1], out p1, out p2);Vector3 p3 = default;Vector3 p4 = default;float dis2 = LineToLine(linePoints[0], linePoints[1], triPoints[0], triPoints[2], out p3, out p4);Vector3 p5 = default;Vector3 p6 = default;float dis3 = LineToLine(linePoints[0], linePoints[1], triPoints[2], triPoints[1], out p5, out p6);//分别计算线段的端点到三角形距离最短的点Vector3 p7 = GetPosInTriangle(triPoints[0], triPoints[1], triPoints[2], linePoints[0]);Vector3 p8 = GetPosInTriangle(triPoints[0], triPoints[1], triPoints[2], linePoints[1]);float dis4 = GetDistance(p7, linePoints[0]);float dis5 = GetDistance(p8, linePoints[1]);//比较得到最短距离的点float min = Mathf.Min(dis1, dis2, dis3, dis4, dis5);if(min == dis1){value1 = p1;value2 = p2;return;}else if(min == dis2){value1 = p3;value2 = p4;return;}else if(min == dis3){value1 = p5;value2 = p6;return;}else if(min == dis4){value1 = p7;value2 = linePoints[0];return;}else{value1 = p8;value2 = linePoints[1];return;}
}/// <summary>
/// 判断线段是否与一个三角面有交点，并得到这个交点
/// </summary>
/// <param name="a"></param>
/// <param name="b"></param>
/// <param name="v0"></param>
/// <param name="v1"></param>
/// <param name="v2"></param>
/// <param name="pos"></param>
/// <returns></returns>
public static bool LineIntersectsTriangle(Vector3 a, Vector3 b, Vector3 v0, Vector3 v1, Vector3 v2, out Vector3 pos)
{// 计算三角形的法线Vector3 triangleNormal = Vector3.Cross(v1 - v0, v2 - v0).normalized;pos = default;// 计算线段的方向Vector3 lineDirection = b - a;// 计算线段与平面的交点float denominator = Vector3.Dot(triangleNormal, lineDirection);if (denominator != 0){// 线段与平面不平行，计算交点float t = Vector3.Dot(v0 - a, triangleNormal) / denominator;if (t >= 0 && t <= 1){// 交点在线段内部Vector3 intersectionPoint = a + t * lineDirection;// 检查交点是否在三角形内部if (PointInTriangle(intersectionPoint, v0, v1, v2)){pos = intersectionPoint;return true;}else{return false;}}else{return false;}}else{return false;}
}

5.计算两个三角形间距离最短的两个点

/// <summary>
/// 计算两个三角形间距离最短的两个点
/// </summary>
/// <param name="tri1"></param>
/// <param name="tri2"></param>
/// <param name="value1"></param>
/// <param name="value2"></param>
public static void GetPosInTriangles(List<Vector3> tri1, List<Vector3> tri2, out Vector3 value1, out Vector3 value2)
{//分别计算三角形1的三条边到三角形2的最短距离Vector3 p1 = default;Vector3 p2 = default;LineToTriangle(new List<Vector3>() { tri1[0], tri1[1] }, tri2, out p1, out p2);Vector3 p3 = default;Vector3 p4 = default;LineToTriangle(new List<Vector3>() { tri1[0], tri1[2] }, tri2, out p3, out p4);Vector3 p5 = default;Vector3 p6 = default;LineToTriangle(new List<Vector3>() { tri1[1], tri1[2] }, tri2, out p5, out p6);//Vector3 p11 = default;//Vector3 p21 = default;//LineToTriangle(new List<Vector3>() { tri2[0], tri2[1] }, tri1, out p11, out p21);//Vector3 p31 = default;//Vector3 p41 = default;//LineToTriangle(new List<Vector3>() { tri2[0], tri2[2] }, tri1, out p31, out p41);//Vector3 p51 = default;//Vector3 p61 = default;//LineToTriangle(new List<Vector3>() { tri2[1], tri2[2] }, tri1, out p51, out p61);float dis1 = GetDistance(p1, p2);float dis2 = GetDistance(p3, p4);float dis3 = GetDistance(p5, p6);//float dis4 = GetDistance(p11, p21);//float dis5 = GetDistance(p31, p41);//float dis6 = GetDistance(p51, p61);//比较得到面之间距离最短的点float min = Mathf.Min(dis1, dis2, dis3/*, dis4, dis5, dis6*/);if(min == dis1){value1 = p1;value2 = p2;return;}else if(min == dis2){value1 = p3;value2 = p4;return;}else/* if(min == dis3)*/{value1 = p5;value2 = p6;return;}//else if(min == dis4)//{//    value1 = p11;//    value2 = p21;//    return;//}//else if(min == dis5)//{//    value1 = p31;//    value2 = p41;//    return;//}//else//{//    value1 = p51;//    value2 = p61;//    return;//}
}

这篇关于unity计算三维空间下点到线，点到面，线到线，线到面，面到面最短距离的点的方法的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/934774。

相关文章

【C++】_list常用方法解析及模拟实现

【C++】_list常用方法解析及模拟实现

相信自己的力量，只要对自己始终保持信心，尽自己最大努力去完成任何事，就算事情最终结果是失败了，努力了也不留遗憾。💓💓💓 目录   ✨说在前面 🍋知识点一：什么是list？ •🌰1.list的定义 •🌰2.list的基本特性 •🌰3.常用接口介绍 🍋知识点二：list常用接口 •🌰1.默认成员函数 🔥构造函数（⭐） 🔥析构函数 •🌰2.list对象
阅读更多...
浅谈主机加固，六种有效的主机加固方法

浅谈主机加固，六种有效的主机加固方法

在数字化时代，数据的价值不言而喻，但随之而来的安全威胁也日益严峻。从勒索病毒到内部泄露，企业的数据安全面临着前所未有的挑战。为了应对这些挑战，一种全新的主机加固解决方案应运而生。 MCK主机加固解决方案，采用先进的安全容器中间件技术，构建起一套内核级的纵深立体防护体系。这一体系突破了传统安全防护的局限，即使在管理员权限被恶意利用的情况下，也能确保服务器的安全稳定运行。 普适主机加固措施：
阅读更多...
webm怎么转换成mp4？这几种方法超多人在用！

webm怎么转换成mp4？这几种方法超多人在用！

webm怎么转换成mp4？WebM作为一种新兴的视频编码格式，近年来逐渐进入大众视野，其背后承载着诸多优势，但同时也伴随着不容忽视的局限性，首要挑战在于其兼容性边界，尽管WebM已广泛适应于众多网站与软件平台，但在特定应用环境或老旧设备上，其兼容难题依旧凸显，为用户体验带来不便，再者，WebM格式的非普适性也体现在编辑流程上，由于它并非行业内的通用标准，编辑过程中可能会遭遇格式不兼容的障碍，导致操
阅读更多...
透彻！驯服大型语言模型（LLMs）的五种方法，及具体方法选择思路

透彻！驯服大型语言模型（LLMs）的五种方法，及具体方法选择思路

引言 随着时间的发展，大型语言模型不再停留在演示阶段而是逐步面向生产系统的应用，随着人们期望的不断增加，目标也发生了巨大的变化。在短短的几个月的时间里，人们对大模型的认识已经从对其zero-shot能力感到惊讶，转变为考虑改进模型质量、提高模型可用性。 「大语言模型(LLMs)其实就是利用高容量的模型架构（例如Transformer）对海量的、多种多样的数据分布进行建模得到，它包含了大量的先验
阅读更多...
poj 1113 凸包+简单几何计算

poj 1113 凸包+简单几何计算

题意： 给N个平面上的点，现在要在离点外L米处建城墙，使得城墙把所有点都包含进去且城墙的长度最短。 解析： 韬哥出的某次训练赛上A出的第一道计算几何，算是大水题吧。 用convexhull算法把凸包求出来，然后加加减减就A了。 计算见下图： 好久没玩画图了啊好开心。 代码： #include <iostream>#include <cstdio>#inclu
阅读更多...
uva 1342 欧拉定理（计算几何模板）

uva 1342 欧拉定理（计算几何模板）

题意： 给几个点，把这几个点用直线连起来，求这些直线把平面分成了几个。 解析： 欧拉定理： 顶点数 + 面数 - 边数= 2。 代码： #include <iostream>#include <cstdio>#include <cstdlib>#include <algorithm>#include <cstring>#include <cmath>#inc
阅读更多...
uva 11178 计算集合模板题

uva 11178 计算集合模板题

题意： 求三角形行三个角三等分点射线交出的内三角形坐标。 代码： #include <iostream>#include <cstdio>#include <cstdlib>#include <algorithm>#include <cstring>#include <cmath>#include <stack>#include <vector>#include <
阅读更多...
【北交大信息所AI-Max2】使用方法

【北交大信息所AI-Max2】使用方法

BJTU信息所集群AI_MAX2使用方法 使用的前提是预约到相应的算力卡，拥有登录权限的账号密码，一般为导师组共用一个。 有浏览器、ssh工具就可以。 1.新建集群Terminal 浏览器登陆10.126.62.75 （如果是1集群把75改成66） 交互式开发 执行器选Terminal 密码随便设一个（需记住） 工作空间：私有数据、全部文件 加速器选GeForce_RTX_2080_Ti
阅读更多...
XTU 1237 计算几何

XTU 1237 计算几何

题面： Magic Triangle Problem Description: Huangriq is a respectful acmer in ACM team of XTU because he brought the best place in regional contest in history of XTU. Huangriq works in a big compa
阅读更多...
【VUE】跨域问题的概念，以及解决方法。

【VUE】跨域问题的概念，以及解决方法。

目录 1.跨域概念 2.解决方法 2.1 配置网络请求代理 2.2 使用@CrossOrigin 注解 2.3 通过配置文件实现跨域 2.4 添加 CorsWebFilter 来解决跨域问题 1.跨域概念 跨域问题是由于浏览器实施了同源策略，该策略要求请求的域名、协议和端口必须与提供资源的服务相同。如果不相同，则需要服务器显式地允许这种跨域请求。一般在springbo
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2