Обнаружение линии зрения в Godot с RayCast2D

два человека играют с геймпадами

Обнаружение линии зрения (line-of-sight, LoS) добавляет уровень интерактивности — персонажи и объекты «видят» окружение и реагируют на него. LoS полезна для AI противников, механик видимости игрока, скрытности, механик обнаружения триггеров и многого другого.

В Godot узел RayCast2D предоставляет лёгкий и эффективный способ реализации LoS в 2D‑игре.

Быстрый обзор: зачем и когда использовать RayCast2D

RayCast2D хорош там, где вам нужно проверить видимость «по лучу»: от персонажа к цели, от глаза врага к игроку, для простых сенсоров и для триггеров. Он даёт быстрые ответы: столкнулся ли луч с коллайдером, точка столкновения, нормаль и сам объект.

Краткое определение: RayCast2D — это узел, который трассирует луч в 2D‑пространстве и возвращает данные о первом столкновении.

Настройка 2D‑игры в Godot (сценарий игрока)

Создайте сцену персонажа с корневым узлом CharacterBody2D. Внутри добавьте CollisionShape2D (прямоугольник или капсула) и Sprite2D для визуализации. Ниже — пример скрипта движения игрока на GDScript (Godot 4). Сохраните скрипт на узле CharacterBody2D.

extends CharacterBody2D

var speed = 300

func _physics_process(delta):
    var input_dir = Vector2.ZERO

    if Input.is_action_pressed("ui_left"):
        input_dir.x -= 1

    if Input.is_action_pressed("ui_right"):
        input_dir.x += 1

    if Input.is_action_pressed("ui_up"):
        input_dir.y -= 1

    if Input.is_action_pressed("ui_down"):
        input_dir.y += 1

    velocity = input_dir.normalized() * speed
    move_and_collide(velocity * delta)

Создайте платформы как StaticBody2D с CollisionShape2D. Разместите их в сцене для тестирования.

простой игровой уровень с игроком в Godot

Источник кода этого руководства доступен в репозитории на GitHub и распространяется под MIT‑лицензией.

Подключение RayCast2D к персонажу

Можно добавить RayCast2D прямо в сцене в качестве дочернего узла или создать программно. Пример динамического создания в _ready():

var raycast: RayCast2D

func _ready():
    raycast = RayCast2D.new()
    # Позицию/направление можно настроить после создания
    add_child(raycast)

Важно: если вы создаёте узел программно, не забудьте настроить его свойства — cast_to (или target_position в некоторых сценариях), collision_mask, enabled и hit_from_inside в зависимости от потребностей.

Визуальная обратная связь при пересечении луча

Простой способ проверить работу — отрисовать и логировать столкновения. Пример: от игрока в направлении движения бросаем луч длиной 100 пикселей и печатаем сообщение при столкновении.

func _physics_process(delta):
    # ... (код движения)

    raycast.target_position = Vector2(100, 0)

    if raycast.is_colliding():
        print("Столкнулся с платформой!")

простой raycast в Godot

Этого достаточно для быстрой проверки, но для игрового поведения обычно нужны дополнительные данные: сам коллайдер, точка столкновения, нормаль и т.д.

Расширенные методы RayCast2D (что вы можете получить)

RayCast2D предоставляет набор методов, которые полезны для игровых механик. Ниже — описание и примеры использования.

get_collider()

Возвращает объект (Node или Object), первым пересечённый лучом. Если столкновения нет — null.

if raycast.is_colliding():
    var collided_object = raycast.get_collider()

    if collided_object:
        print("Вижу:", collided_object.name)

Практическое применение: проверка типа объекта (враг, стена, триггер) и вызов соответствующего поведения.

get_collider_rid()

Возвращает RID ресурса физического объекта. Полезно при работе с низкоуровневым API физики.

if raycast.is_colliding():
    var collider_rid = raycast.get_collider_rid()

    if !collider_rid.is_valid():
        print("Нет валидного RID")
    else:
        print("RID объекта:", collider_rid)

get_collider_shape()

Возвращает ID фигуры (shape index) пересечённого коллайдера или 0, если столкновения нет.

if raycast.is_colliding():
    var collider_shape = raycast.get_collider_shape()

    if collider_shape == 0:
        print("Нет валидного ID формы")
    else:
        print("ID формы:", collider_shape)

Это полезно, если у объекта несколько форм коллизии и вы хотите знать, с какой именно форма произошло пересечение.

get_collision_normal()

Нормаль поверхности в точке столкновения. Если луч начинается внутри объекта и hit_from_inside = true, нормаль будет Vector2(0, 0).

if raycast.is_colliding():
    var collision_normal = raycast.get_collision_normal()
    print("Нормаль столкновения:", collision_normal)

Нормаль пригодится для расчёта отскока, ориентирования визуальных эффектов и корректного позиционирования эффектов частицы.

get_collision_point()

Возвращает глобальную точку столкновения — точное место пересечения.

if raycast.is_colliding():
    var collision_point = raycast.get_collision_point()
    print("Точка столкновения:", collision_point)

Эта информация нужна для размещения вспышек, передачи координат для спаунов и для расчёта расстояний.

Дополнительные игровые фичи и паттерны использования

Ниже — набор идей и приёмов, которые расширяют базовую LoS и улучшают UX.

Триггеры событий вместо печати

Вместо print() вызывайте сигналы, методы менеджера игрового состояния или ставьте задачи в очередь. Примеры: оповестить врагов, открыть скрытую дверь, включить свет.

Пример отправки сигнала при обнаружении игрока:

signal player_detected(target)

func _physics_process(delta):
    # ...
    if raycast.is_colliding():
        var target = raycast.get_collider()
        if target and target.is_in_group("player"):
            emit_signal("player_detected", target)

Динамическая обработка преград

Если объекты двигаются (ящики, двери), обновляйте LoS при изменении положения этих объектов или ставьте таймер, который периодически проверяет определённые области. Для крупных сцен используйте spatial hashing или квад‑дерево для сокращения проверок.

Кастомные визуальные индикаторы

Информируйте игрока не только текстом, но и графикой: меняйте оттенок спрайта, показывайте иконку «замечен», рисуйте линию луча с ColorRect или Line2D.

Механика «тумана войны» (Fog of War)

Для стратегических и исследовательских игр используйте LoS для постепенного открытия карты. RayCast2D или VisibilityPolygon2D можно комбинировать: RayCast2D для проверки целевых объектов и VisibilityPolygon2D для прорисовки области видимости.

Лучшие практики и оптимизация

Ниже — практические правила, которые помогут снизить нагрузку и избежать ошибок.

Частота проверок

Не делайте raycast каждую физическую итерацию без надобности. Проверяйте только при изменении позиции, направления взгляда, или по таймеру (например, 5–10 раз в секунду для NPC). Также можно использовать event‑driven подход: проверять при триггере.

Длина луча

Выбирайте длину, адекватную механике. Слишком длинные лучи не только бесполезны для геймплея, но и увеличивают вероятность лишних проверок. Для большинства платформеров достаточно 100–500 пикселей, в стратегиях — немного больше.

Слои коллизий

Настройте collision_mask/collision_layer так, чтобы луч не учитывал лишние объекты (частицы, декоративные элементы). Это снижает количество ложных срабатываний.

Кеширование результатов

Если вы проверяете одну и ту же пару объектов часто, сохраняйте последний результат с таймстампом и используйте его до истечения валидности (например, 0.2–0.5 с). Это снижает количество вызовов.

Интеграция с дизайном уровня

Разрабатывайте уровни с учётом вертикальности и преград. Помните, что для платформера LoS должна учитывать высоты и платформы, на которые игрок может забираться.

Какие случаи не подходят для RayCast2D (контрпримеры)

Очень широкие или непрерывные области видимости (луч — линия, а не сектор). Для сектора используйте множественные лучи либо VisibilityPolygon2D.
Сложные физические симуляции с тысячами перемещающихся объектов — нужен более продвинутый подход (spatial partitioning, батчинговые проверки).
Если требуется мгновенная видимость большого количества объектов на весь экран — выгоднее GPU‑решения или шейдеры.

Альтернативные подходы

VisibilityPolygon2D: рисует зону видимости и удобен для эффектов «света/видимости».
Area2D с фигурами: для объёмного обнаружения близких объектов (зона обнаружения). Быстро и просто, но без точности проекции луча.
Шейдеры и пост‑эффекты: для массовых визуальных эффектов и тумана войны.
Physics2DDirectSpaceState/intersect_ray: низкоуровневые вызовы для кастомных проверок.

Шпаргалка и сниппеты (cheat sheet)

Короткие полезные сниппеты и привычные паттерны.

Настройка луча в сцене:

raycast.enabled = true
raycast.cast_to = Vector2(200, 0)
raycast.collide_with_areas = false
raycast.collide_with_bodies = true
raycast.collision_mask = 1 << 0 # слой 0

Проверка и обработка обнаружения игрока:

if raycast.is_colliding():
    var obj = raycast.get_collider()
    if obj and obj.is_in_group("player"):
        on_player_spotted(obj)

Быстрая отрисовка луча (отладка) с Line2D:

var line = Line2D.new()
line.width = 2
line.default_color = Color.red
line.add_point(Vector2.ZERO)
line.add_point(raycast.get_global_transform().xform(raycast.cast_to))
add_child(line)

Роли и чек‑листы (кто что делает)

Designer:

Определить радиус видимости и желаемое поведение при обнаружении.
Прописать ситуации, когда LoS отключена (в укрытиях).
Согласовать визуальные сигналы для игрока.

Programmer:

Настроить RayCast2D/VisibilityPolygon2D.
Оптимизировать частоту и слои коллизий.
Покрыть тестами ключевые сценарии обнаружения.

Artist/UI:

Нарисовать иконки/индикаторы «замечен» и эффекты обнаружения.
Подготовить спрайты с вариациями цветовых состояний.

Тесты и критерии приёмки

LoS не срабатывает через стены: разместите стену между игроком и врагом — луч не должен обнаруживать игрока.
LoS срабатывает при прямой видимости: при снятой преграде враг должен заметить игрока в пределах радиуса.
Производительность: проверка LoS для 50 NPC не должна снижать частоту кадров заметно (порог зависит от целевой платформы — профилируйте).
Результаты повторяемы: одно и то же положение игрока и врага даёт одинаковый результат.

Модель зрелости решения (Maturity levels)

MVP: одиночные RayCast2D на NPC, базовые настройки масок.
Production: кеширование, слои, оптимизация частоты, визуальные индикаторы.
Scaled: spatial partitioning, батчинг проверок, гибрид с VisibilityPolygon2D/шейдерами.

Мини‑методология внедрения (быстрый план)

Прототип: добавьте RayCast2D в сцену NPC и обеспечьте простую реакцию на обнаружение.
Тест: проверьте через стены и на платформах разной высоты.
Оптимизация: настройте частоту проверок, маски и длину луча.
Визуализация: добавьте индикатор обнаружения и отладочную линию.
Интеграция: подключите игровые последствия (alert, chase, open door).

Совместимость и миграция (заметки)

Godot 3 → Godot 4: API RayCast2D изменился частично (настройки и названия методов). Проверяйте документацию и заменяйте устаревшие вызовы.
Тестируйте на целевых платформах (мобильные устройства особенно чувствительны к частоте проверок).

Пример реального сценария: NPC‑патруль с обнаружением игрока

NPC патрулирует по пути.
Каждые 0.2 с бросает RayCast2D в направлении взгляда длиной 250 px.
Если луч встречает игрока — NPC переключается в режим преследования и генерирует сигнал.
Если игрок скрывается за преградой — через 0.5 с NPC возвращается в патруль.

Этот сценарий сочетает частичную периодичность, кеширование состояния и игровые переходы.

Визуализация алгоритма решения (решающее дерево)

flowchart TD
    A[Начало проверки LoS] --> B{Изменились ли позиция/направление?}
    B -- Нет --> C[Использовать кеш]
    B -- Да --> D[Выполнить RayCast]
    D --> E{is_colliding''}
    E -- Да --> F[get_collider'']
    F --> G{Цель — игрок?}
    G -- Да --> H[Emit player_detected]
    G -- Нет --> I[Игнорировать/другой ответ]
    E -- Нет --> J[Ничего не найдено]
    H --> K[Обновить кеш и таймер]
    I --> K
    J --> K
    C --> K
    K --> L[Окончание]

Риски и способы смягчения

Ложные срабатывания из‑за неправильно настроенных масок → проверяйте collision_mask.
Нагрузка при большом количестве NPC → используйте кеширование и spatial partitioning.
Непредсказуемое поведение при старых/неподдерживаемых вызовах API → тестируйте при миграции Godot.

Короткая заметка по безопасности и приватности

LoS не собирает пользовательских данных. Если вы используете сетевой мультиплеер, убедитесь, что данные о позициях передаются только в необходимых объёмах и что критические вычисления выполняются на сервере, если требуется предотвращение мошенничества.

Заключение

RayCast2D — надёжный инструмент для реализации линий зрения в 2D‑играх на Godot. Он прост в освоении и даёт полезную информацию о столкновениях, которую можно использовать для AI, триггеров и визуальных эффектов. Комбинируйте RayCast2D с VisibilityPolygon2D, Area2D и кешированием, чтобы получить гибкую и производительную систему обнаружения.

Важно: тестируйте систему в условиях финального уровня сложности и на целевых устройствах.

Ключевые шаги для старта: настроить RayCast2D, ограничить collision_mask, определить частоту проверок и добавить визуальный/сигнальный отклик при обнаружении.