UE盒体碰撞体非均匀缩放问题
UE问题记录
本文参考UE4.27.2源码
问题与解决方案
起因是发现在fbx文件内给模型添加轴对齐的盒体碰撞体时，如果将碰撞体命名为UCX，导入UE后缩放模型时碰撞体均正常缩放；如果将碰撞体命名为UBX，导入UE后非均匀缩放模型时出现碰撞体缩放不一致的问题。如果直接在UE中添加盒体碰撞体，均正常缩放。
检索时发现了同样的问题：
这个问题的原因在于，UE的UBX由FKBoxElem存储，只记录了盒体的中心、旋转和三条边长，在对模型进行缩放时，其盒体碰撞体相当于在盒体坐标系（与盒体轴对齐的坐标系）下进行缩放。当从fbx导入盒体碰撞体时，调用StaticMeshImportUtils::AddBoxGeomFromTris函数生成盒体，其原理是遍历所有三角面片，统计每个法线方向上出现的平面（理论上盒体有3组法线，每组有2个平面），判断是否可以生成合适的盒体。这个过程生成的盒体的轴对齐坐标系不一定和模型的坐标系一致，例如当盒体坐标系的XYZ轴和模型坐标系的YZX轴对齐时，在缩放模型的X轴时，会缩放盒体的Z轴。这就会导致在非均匀缩放时，盒体碰撞体的缩放与模型并不一致。如果直接在UE中添加盒体碰撞体，此时盒体的坐标系和模型的坐标系默认是一致的，所以不会出现这种问题。UCX由FKConvexElem存储，记录的是顶点数据，所以可以正确非均匀缩放。
通过修改StaticMeshImportUtils::AddBoxGeomFromTris函数（调换盒体的XYZ三边的次序使其轴对称坐标系与模型坐标系一致），可以保证在fbx导入的盒体碰撞体无旋转的情况下（即盒体轴对齐）确保碰撞体与模型坐标系一致，即和直接在UE中添加的盒体碰撞体一致，这样模型在非均匀缩放时碰撞体能跟着正确缩放。
但是如果UBX盒体碰撞体本身不是轴对齐的，那还是无法正确非均匀缩放。本质上来说，如果盒体和模型坐标系不是轴对齐的，当对模型非均匀缩放后，盒体若正确缩放，则可能变形而不再是正确的盒体。
只要制作中使用的盒体碰撞体是轴对齐的，那么以UBX形式导入UE后就可以跟着模型非均匀缩放。否则只能以UCX导入。
附：静态网格体碰撞体命名规则及注意事项
在3D建模软件（如Maya、3ds Max、Blender）中为模型手动创建自定义碰撞体，并通过特定前缀命名，导出到FBX文件后再导入到UE，UE会自动识别这些碰撞体并将其绑定到对应（除前缀外命名相同）的静态网格体上，无需在UE中手动添加或调整碰撞体。这种自定义碰撞体称为简单碰撞体，复杂碰撞体即将模型的三角形网格作为碰撞体。
命名规则
| 命名规则 | 说明 |
|---|---|
UBX_[RenderMeshName]_## |
盒体（Box）必须使用规则的长方体3D对象创建。不能移动顶点或对其进行任何变形，否则无法正常工作。 |
UCP_[RenderMeshName]_## |
胶囊体（Capsule）必须是两端带半球的圆柱体。分段数不需要太多（8段即可），因为会被转换为真正的胶囊体用于碰撞。和盒体一样不应随意移动顶点。 |
USP_[RenderMeshName]_## |
球体（Sphere）分段数不需要太多（8段即可），因为会被转换为真正的球体用于碰撞。和盒体一样不应随意移动顶点。 |
UCX_[RenderMeshName]_## |
凸包（Convex）任意完全封闭的凸3D形状。盒体也可以是凸包。下图展示了什么是凸包，什么不是。 |
MCDCX_前缀等同于UCX_，意为Multiple Convex
Decomposition
Collision，通常用于区分第三方自动分解工具（如Maya插件、Havok工具等）生成的多个凸包碰撞体，表示这些凸包是通过“多凸分解算法”自动生成的。
源码位于
FFbxImporter::ImportCollisionModels。
注意事项
同样的形状，命名不同，UE底层采用的碰撞体类型和算法不同，性能也会有差异。建议能用
UBX_、USP_、UCP_等简单形状时优先使用，只有需要复杂凸形时才用UCX_。例如，如果将长方体命名为UCX_，网格会被解析为“凸包”，并通过UBodySetup::AggGeom.ConvexElems存，而不是通过UBodySetup::AggGeom.BoxElems存。引擎对命名的识别优先级 1.UCX（MCDCX）2.UBX 3.USP 4.UCP，按优先级顺序进行识别（识别内容不包含下划线），识别到命名即进行导入（即跳过低优先级的命名），就算命名不在开头也会被识别，因此
UBX_UCX_SM_Example会被识别为UCX。所以不要混用多个命名。命名不代表一定会生成对应类型的碰撞体，如果无法转换，则不会生成碰撞体。例如，fbx中的矩形碰撞体若以USP命名，导入引擎后不会生成球体碰撞体。导入时若不勾选“生成缺失碰撞”选项，在无法生成碰撞体的情况下就不会有碰撞。
命名规则中的
RenderMeshName部分必须与3D应用程序中和碰撞网格关联的渲染网格的名称相同。如果在3D应用程序中有一个名为Tree_01的渲染网格，则碰撞网格应与该网格一起位于场景中，并命名为UCX_Tree_01，然后与渲染网格一起导出到同一个FBX文件。如果一个网格需要多个碰撞体可以使用更多标识符扩展它们的名称，例如：UCX_Tree_01_00、UCX_Tree_01_01、UCX_Tree_01_02等。它们都将关联为该网格的碰撞体。导入.FBX文件到UE编辑器中，它会找到碰撞网格，将其从渲染网格中删除，并将其转换为碰撞模型。可以在Max或Maya中自行将碰撞模型分解为凸包。如果对象的碰撞由多个凸包定义，最好让彼此不相交。
相关类介绍
静态网格体：UObject
->UStreamableRenderAsset
[IInterface_CollisionDataProvider，IInterface_AssetUserData]
->UStaticMesh。碰撞信息保存在自身的成员class UBodySetup* BodySetup。例如凸包碰撞保存在BodySetup->AggGeom.ConvexElems中。
骨骼网格体：UObject
->UStreamableRenderAsset
[IInterface_CollisionDataProvider，IInterface_AssetUserData，INodeMappingProviderInterface]
->USkeletalMesh。碰撞信息保存在对应的USkinnedMeshComponent的成员class UPhysicsAsset* PhysicsAssetOverride的成员TArray<USkeletalBodySetup*> SkeletalBodySetups。
碰撞信息：UObject -> UBodySetupCore -> UBodySetup -> USkeletalBodySetup。
引擎侧碰撞拟合算法
（通过静态网格体编辑界面的顶部菜单栏Collision->"Add XXX Simplified
Colllision"调用，函数名为GenerateXXXAsSimpleCollision）
盒体拟合：取包围盒。即遍历所有顶点，逐个加入FBox。
球体拟合：基于Ritter算法和AABB中心算法计算两个球体，选择半径更小的。Ritter算法对于三条坐标轴计算每个轴上的最远点对，再取这三个最远点对中最远的点对的中点作为球心，初始半径取球心到所有最远点对的最大值，遍历所有顶点，若顶点不在球内，按方向将球心平移，同时更新球心和半径，使新球既包含原来球也包含该点。AABB中心算法取包围盒的中心作为球心，遍历所有顶点，更新半径。
胶囊体拟合：类似Ritter算法，但不更新中心。
k-DOP（k-Directional Oriented
Polytope）拟合：输入预定义在GeomFitUtils.h中的表示方向的单位向量数组（例如const FVector KDopDir10X[10]），拟合凸包碰撞。