寫在前面
本文以一個游戲為例子來講解，在最前面先介紹一下這個游戲。
整個游戲場景，由如下主要組件構(gòu)成：
- BALL：小球一個，可以通過手機的傾斜，控制其運動
- STONE：許多石頭，構(gòu)成的“路徑”，小球可以在上面滾動
- PEARL：珍珠三顆，小球可以通過碰撞珍珠，增加游戲得分
- CRATE：四個箱子，放在STONE上面，避免小球滾出游戲區(qū)域
- PILLAR：十六根柱子，放在STONE上面，避免小球滾出游戲區(qū)域
游戲規(guī)則如下：
- 點擊屏幕任意位置開始游戲
- 通過手機的motion （重力感應(yīng)）控制 BALL 在 STONE 上面滾動
- PILLAR 和 CRATE 就像公路旁邊的護欄一樣，可以防止 BALL 沖出 STONE 區(qū)域
- BALL 可以和 PEARL 發(fā)生碰撞，碰撞后 PEARL 消失，游戲得分加一分
- 一旦 BALL 沖出 STONE 區(qū)域，游戲結(jié)束
通過控制手機的移動，來控制小球在石頭上滾動。
小球可以與柱子和箱子發(fā)生碰撞，阻止小球滾出石頭區(qū)域，如下圖所示。
小球和珍珠發(fā)生碰撞，得分加一分，如下圖所示。
小球從石頭上滑落，游戲結(jié)束，如下圖所示。
1. 什么是 Bit Masks（位掩碼）？
Bit（位）
Bit，亦稱二進制位，指1和0，計算機用它們來表示數(shù)字，比如：00101011。
1和0的集合被稱為二進制數(shù)。 每個位代表一個特定的數(shù)值，并且從最低有效位到最高有效位反向讀取。 如果該位為1，則認為該位為 ON，而0表示 OFF。
二進制和十進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換
以下是一個8位二進制值的粗略示例，從0開始計數(shù)到7：
- 第一行代表位索引，順著紅色箭頭所指的方向，從右側(cè)開始計數(shù)，從0到7
- 第二行顯示每個位代表的十進制數(shù)值
-
最后一列將所有 ON 的二進制位對應(yīng)的十進制數(shù)值相加起來，例如，二進制值01010101（其中位0,2,4和6全部為ON，其余全部為OFF）表示計算：
64 + 16 + 4 + 1 = 85，所以01010101是十進制 85 的二進制表示
位掩碼就是一個二進制的數(shù)字。位掩蔽是一種聰明的方式，可以讓物理模擬中的所有對象一個二進制的 id 。然后，可以對對象執(zhí)行按位操作，以快速過濾出哪些對象可以相互碰撞，加速了碰撞檢查過程。
2. 類別掩碼的使用
2.1 定義類別掩碼
類別掩碼為對象提供了一個用于碰撞檢測的唯一 id。我們再看一個例子，使用的分類掩碼如下：
所有的對象都被定義了自己的唯一ID，所以在這種情況下不需要擔心分組。 您的下一個任務(wù)是在某個地方定義這些類別掩碼。
let CollisionCategoryBall = 1
let CollisionCategoryStone = 2
let CollisionCategoryPillar = 4
let CollisionCategoryCrate = 8
let CollisionCategoryPearl = 16
2.2 Collision masks （碰撞掩碼）
開發(fā)者通過碰撞掩碼告訴物理引擎一些對象被允許相互碰撞。 要定義一個碰撞掩碼，需要將參與碰撞對象的所有類別掩碼添加到一起。
接下來，我們再看一個例子，這個例子中 BALL 可以與 除了 PEARL 之外與所有對象發(fā)生碰撞：
你會看到 STONE、PILLAR、 CRATE、PEARL 碰撞掩碼都設(shè)置為 1，這意味著他們會碰撞 BALL。 結(jié)合圖7，通過如下計算可以確定球碰撞掩碼：
CollisionMask = STONE + PILLAR + CRATE = 2 + 4 + 8 = 14
2.3 Contact masks （關(guān)聯(lián)掩碼）
關(guān)聯(lián)掩碼會告訴物理引擎，給哪些即將發(fā)生物理碰撞的對象，關(guān)聯(lián)事件。 他們只是觸發(fā)器，不會自動對物理引擎動態(tài)產(chǎn)生任何影響，你將以編程方式響應(yīng)。可以使用完全相同的方式設(shè)置關(guān)聯(lián)掩碼，就像使用碰撞掩碼一樣。
結(jié)合圖7，通過如下計算可以確定球關(guān)聯(lián)掩碼：
ContactMask = PEARL + PILLAR + CRATE = 16 + 8 + 4 = 28
現(xiàn)在，在代碼中，配置 contact mask。
給 BALL 添加屬性：
var ballNode:SCNNode!
初始化 ballNode：
ballNode = scnScene.rootNode.childNode(withName: "ball", recursively: true)!
ballNode.physicsBody?.contactTestBitMask = CollisionCategoryPillar | CollisionCategoryCrate | CollisionCategoryPearl
發(fā)生碰撞的時候：
func physicsWorld(_ world: SCNPhysicsWorld, didBegin contact: SCNPhysicsContact) {
// 1. contactNode設(shè)置為與球碰撞的節(jié)點
var contactNode:SCNNode!
if contact.nodeA.name == "ball" {
contactNode = contact.nodeB
} else {
contactNode = contact.nodeA
}
// 2. 如果小球碰撞的是“珍珠”，隱藏“珍珠”
if contactNode.physicsBody?.categoryBitMask == CollisionCategoryPearl {
contactNode.isHidden = true
// ...
}
// 3. 如果碰到“箱子”或者“柱子”，播放音效
if contactNode.physicsBody?.categoryBitMask == CollisionCategoryPillar || contactNode.physicsBody?.categoryBitMask == CollisionCategoryCrate {
game.playSound(node: ballNode, name: "Bump")
}
}
3. 擴展
定義分組的類別掩碼
除了給對象一個唯一的 id 之外，你還可以將對象分組在一起。
接下來舉個例子，以下列表是某應(yīng)用中中幾個類別位掩碼示例：
從圖中可以得出：
- 所有對象被分為兩個分組 ---- Bad 和 Good
- 第 8 位（索引為 7 對應(yīng)的 bit）設(shè)置為 1，表示在 Bad 組中，圖中的 Blinky、Pinky、Inky 和 Clyde 屬于這個組
- 同上的方式，第 7 位（索引為 6 對應(yīng)的 bit）設(shè)置為 1，表示在 Good 組中，圖中只有 Blue 屬于這個組
得知分組規(guī)律之后，可以通過按位與運算來篩選對象，示例代碼如下：
// 1.
let good = 64
let bad = 128
let blinky = 129
let pinky = 130
let inky = 132
let clyde = 136
let blue = 65
func testCollision(contactNode: Int){
if contactNode & bad == bad {
// contactNode 分類為 bad
} else if contactNode & good == good{
// contactNode 分類為 good
}
}
這樣，我們就可以將每個node進行分類，在發(fā)生碰撞的時候，就可以決定交互了。
