量子位@射击游戏里的子弹是如何飞行的从第一款FPS游戏《德军总部3D》出现以

从第一款FPS游戏《德军总部3D》出现以来，这种类型的游戏广受好评，创新的玩法也层出不穷，比如“吃鸡” 。

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△第一款FPS游戏《德军总部3D》
但是你知道游戏里的子弹是怎么飞行的吗？
早期，它和现实世界中的子弹完全不一样，很多玩家合理地利用了这个bug ，比如CS里的甩狙。
随着PC运算能力的提高，子弹的算法也在不断进步，弹道的效果越来越真实。
最近一位软件工程师TristanJung在游戏论坛上总结了FPS游戏的一些子弹轨迹算法。让我们一起来看看FPS游戏这二十多年来发生的变化。
挡住射线的都会死
早期的FPS游戏都采用一种“光线投射”（raycasting）的技术，用枪口发射出去的射线来确定子弹的轨迹。光线投射可以确定与光线相交的第一个对象。

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在FPS里，这种算法叫做“命中扫描”（hitscan），当你扣下扳机时，物理引擎会计算下面几件事：
枪口所指的方向；
从枪口射出一束射线，直到达到规定的范围，比如碰到墙；
确定光线投射的路径上是否光线是否撞击物体。
如果引擎发现你有物体挡住了子弹的路径，就是通知系统该物体被击中。

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△方块挡在了子弹A射向B的路径，引擎告知方块已被击中
hitscan的核心很简单，至于物体被子弹击中后的下一步逻辑是什么，可以根据游戏要求定义：
1、如果允许子弹穿透，那么它将穿透路线上的所有物体；
2、消除最大的射线范围，就可以一直发射出激光，直到命中物体为止；
3、将某些表面设置为具有反射性，可以将子弹弹开。
使用hitscan算法，最大的好处是计算简单快速，不需要额外的内存或处理时间即可构建新的物理对象。这也意味着在多人游戏时，所需的网络资源也最少。
因此，行业中的许多游戏都将hitscan用作射击算法也就不足为奇了。
不仅《德军总部3D》和《毁灭战士》这些经典游戏采用，连近年来的一些热门游戏也是。比如《守望先锋》、《使命召唤》里的一些武器即是采用hitscan算法。

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但是hitscan还是存在着一些缺陷。
首先，子弹的速度是无限的，比光速还快，瞬间到达被击中的物体。即使你离目标很远，只要你开枪的一瞬间，对手在准星上，就必死无疑。

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△扣动扳机和目标上的火光同时出现，说明子弹是瞬间击中
其次，子弹的路径是直线，没有考虑风向、重力等因素，即使在建模的时候把路径改成曲线，但是在子弹射出后也无法更改路径。
为了让射击游戏更真实，就需要使用另一种方法。
给子弹加上弹道
这个算法听起来很花哨，其实很简单。
武器射出的每颗子弹，都会在环境中创建一个新的物理对象，有着自己的质量、速度和引擎要计算的命中框。
由于每个弹丸都是独立存在的，因此可以考虑风力、摩擦、重力和温度等因素。任何作用在子弹上的力都会改变其方向。

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而且在这种算法下，子弹不会瞬间移动，还可以实现以下功能：
1、在一些游戏中有“子弹时间”特效；
2、如果长距离狙击移动目标，需要提前目标的估计移动量；
3、实现榴弹等爆炸物的延迟爆炸。