写在前面
本文以一个游戏为例子来讲解，在最前面先介绍一下这个游戏。
整个游戏场景，由如下主要组件构成：
- BALL：小球一个，可以通过手机的倾斜，控制其运动
- STONE：许多石头，构成的“路径”，小球可以在上面滚动
- PEARL：珍珠三颗，小球可以通过碰撞珍珠，增加游戏得分
- CRATE：四个箱子，放在STONE上面，避免小球滚出游戏区域
- PILLAR：十六根柱子，放在STONE上面，避免小球滚出游戏区域
游戏规则如下：
- 点击屏幕任意位置开始游戏
- 通过手机的motion （重力感应）控制 BALL 在 STONE 上面滚动
- PILLAR 和 CRATE 就像公路旁边的护栏一样，可以防止 BALL 冲出 STONE 区域
- BALL 可以和 PEARL 发生碰撞，碰撞后 PEARL 消失，游戏得分加一分
- 一旦 BALL 冲出 STONE 区域，游戏结束
通过控制手机的移动，来控制小球在石头上滚动。
小球可以与柱子和箱子发生碰撞，阻止小球滚出石头区域，如下图所示。
小球和珍珠发生碰撞，得分加一分，如下图所示。
小球从石头上滑落，游戏结束，如下图所示。
1. 什么是 Bit Masks（位掩码）？
Bit（位）
Bit，亦称二进制位，指1和0，计算机用它们来表示数字，比如：00101011。
1和0的集合被称为二进制数。 每个位代表一个特定的数值，并且从最低有效位到最高有效位反向读取。 如果该位为1，则认为该位为 ON，而0表示 OFF。
二进制和十进制数之间的转换
以下是一个8位二进制值的粗略示例，从0开始计数到7：
- 第一行代表位索引，顺着红色箭头所指的方向，从右侧开始计数，从0到7
- 第二行显示每个位代表的十进制数值
-
最后一列将所有 ON 的二进制位对应的十进制数值相加起来，例如，二进制值01010101（其中位0,2,4和6全部为ON，其余全部为OFF）表示计算：
64 + 16 + 4 + 1 = 85，所以01010101是十进制 85 的二进制表示
位掩码就是一个二进制的数字。位掩蔽是一种聪明的方式，可以让物理模拟中的所有对象一个二进制的 id 。然后，可以对对象执行按位操作，以快速过滤出哪些对象可以相互碰撞，加速了碰撞检查过程。
2. 类别掩码的使用
2.1 定义类别掩码
类别掩码为对象提供了一个用于碰撞检测的唯一 id。我们再看一个例子，使用的分类掩码如下：
所有的对象都被定义了自己的唯一ID，所以在这种情况下不需要担心分组。 您的下一个任务是在某个地方定义这些类别掩码。
let CollisionCategoryBall = 1
let CollisionCategoryStone = 2
let CollisionCategoryPillar = 4
let CollisionCategoryCrate = 8
let CollisionCategoryPearl = 16
2.2 Collision masks （碰撞掩码）
开发者通过碰撞掩码告诉物理引擎一些对象被允许相互碰撞。 要定义一个碰撞掩码，需要将参与碰撞对象的所有类别掩码添加到一起。
接下来，我们再看一个例子，这个例子中 BALL 可以与 除了 PEARL 之外与所有对象发生碰撞：
你会看到 STONE、PILLAR、 CRATE、PEARL 碰撞掩码都设置为 1，这意味着他们会碰撞 BALL。 结合图7，通过如下计算可以确定球碰撞掩码：
CollisionMask = STONE + PILLAR + CRATE = 2 + 4 + 8 = 14
2.3 Contact masks （关联掩码）
关联掩码会告诉物理引擎，给哪些即将发生物理碰撞的对象，关联事件。 他们只是触发器，不会自动对物理引擎动态产生任何影响，你将以编程方式响应。可以使用完全相同的方式设置关联掩码，就像使用碰撞掩码一样。
结合图7，通过如下计算可以确定球关联掩码：
ContactMask = PEARL + PILLAR + CRATE = 16 + 8 + 4 = 28
现在，在代码中，配置 contact mask。
给 BALL 添加属性：
var ballNode:SCNNode!
初始化 ballNode：
ballNode = scnScene.rootNode.childNode(withName: "ball", recursively: true)!
ballNode.physicsBody?.contactTestBitMask = CollisionCategoryPillar | CollisionCategoryCrate | CollisionCategoryPearl
发生碰撞的时候：
func physicsWorld(_ world: SCNPhysicsWorld, didBegin contact: SCNPhysicsContact) {
// 1. contactNode设置为与球碰撞的节点
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”，隐藏“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. 扩展
定义分组的类别掩码
除了给对象一个唯一的 id 之外，你还可以将对象分组在一起。
接下来举个例子，以下列表是某应用中中几个类别位掩码示例：
从图中可以得出：
- 所有对象被分为两个分组 ---- Bad 和 Good
- 第 8 位（索引为 7 对应的 bit）设置为 1，表示在 Bad 组中，图中的 Blinky、Pinky、Inky 和 Clyde 属于这个组
- 同上的方式，第 7 位（索引为 6 对应的 bit）设置为 1，表示在 Good 组中，图中只有 Blue 属于这个组
得知分组规律之后，可以通过按位与运算来筛选对象，示例代码如下：
// 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 分类为 bad
} else if contactNode & good == good{
// contactNode 分类为 good
}
}
这样，我们就可以将每个node进行分类，在发生碰撞的时候，就可以决定交互了。
