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2D物理引擎 Box2D for javascript Games 第七章子弹和感应器

發(fā)布時間：2023/11/3 C# 101 coder

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 2D物理引擎 Box2D for javascript Games 第七章子弹和感应器小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

2D物理引擎 Box2D for javascript Games 第七章子彈和感應(yīng)器

你知道 Box2D 可以在每一個時間步中管理剛體間的碰撞并決算它們。

總之，在憤怒的小鳥中制作攻城機(jī)器期間，發(fā)生了一些錯誤

你可能需要注意一下，有時拋射物會穿過城堡，忽略了碰撞。

這里發(fā)生了什么？

通常，Javascript 游戲運(yùn)行在 30 與 60 幀每秒之間，如果我們使世界的時間步與幀率同步，每一個時間步將代表 1/30 到 1/60 秒。

依賴時間步的模擬叫作離散模擬，這不同于真實(shí)的世界，在真實(shí)世界中事件的發(fā)生的是連續(xù)的，我們稱之為連續(xù)模擬

離散型模擬中，我們無法知道在時間中的第n步與第（n+1）步之間發(fā)生了什么

如果一個剛體的移動真的很快，那么他可以在小于一個時間步的時間之內(nèi)穿過另一個剛體，你會發(fā)現(xiàn)它在穿過的剛體的另一邊了，而沒有發(fā)生碰撞。

這個現(xiàn)象叫作隧道效應(yīng) (tunneling)，并且很自然的，我們想要阻止它的發(fā)生

在本章，你將學(xué)習(xí)兩種不同的方式去管理剛體間的接觸:

設(shè)置剛體為子彈
設(shè)置剛體為感應(yīng)器

通過本章的學(xué)習(xí)，你將不會再對管理高速移動的剛體有任何問題

感受隧道效應(yīng)

Box2d 默認(rèn)的情況下對阻止隧道效應(yīng)做的很好，使用一個連續(xù)的碰撞檢測來計(jì)算離散型模擬。

不幸的是，處于性能相關(guān)的考慮，這種類型的碰撞檢測只應(yīng)用在 dynamic 類型剛體與 static 類型剛體之間的碰撞上。

這意味著，我們可以在兩個 dynamic 類型的剛體之間產(chǎn)生隧道效應(yīng)。

讓我們來看一下，下面的腳本：

 const stage = document.querySelector('#canvas');
 function main() {
      world = new b2World(gravity, sleep);
      debugDraw();

      var bodyDef = new b2BodyDef();
      bodyDef.position.Set(320 / worldScale, 470 / worldScale);
      var polygonShape = new b2PolygonShape();
      polygonShape.SetAsBox(320 / worldScale, 10 / worldScale);
      var fixtureDef = new b2FixtureDef();
      fixtureDef.shape = polygonShape;
      fixtureDef.density = 1;
      fixtureDef.restitution = 0.5;
      fixtureDef.friction = 0.5;
      var body = world.CreateBody(bodyDef);
      body.CreateFixture(fixtureDef);

      bodyDef.position.Set(600 / worldScale, 240 / worldScale);
      bodyDef.type = b2Body.b2_dynamicBody;
      polygonShape.SetAsBox(10 / worldScale, 220 / worldScale);
      var body2 = world.CreateBody(bodyDef);
      body2.CreateFixture(fixtureDef);
      
      bodyDef.position.Set(320 / worldScale, 455 / worldScale);
      polygonShape.SetAsBox(5 / worldScale, 5 / worldScale);
      var body3 = world.CreateBody(bodyDef);
      body3.CreateFixture(fixtureDef);
      body3.SetLinearVelocity(new b2Vec2(100, -10));
     
      stage.addEventListener('click', updateWorld);
   }

這個腳本中沒有什么新的知識。

它放置了三個剛體，分別叫作 body，body2，body3，它們分別代表了一個 static 類型的地面，一個 dynamic 類型的障礙物，以及一個 dynamic 類型的小子彈。

如你所見，子彈以一個非?？斓乃俣龋?00，-10）發(fā)射，然后 updateWorld() 方法將執(zhí)行世界的時間步，它不是在每一幀被調(diào)用，而是在每一次的鼠標(biāo)點(diǎn)擊時被調(diào)用。

這樣可以使我們一步一步的來運(yùn)行模擬，如你想要的一樣慢，并且我們可以看到發(fā)生了什么。

測試網(wǎng)頁，然后多次點(diǎn)擊鼠標(biāo)。

源碼： article/ch07/ch07-1.html

發(fā)生了什么？拋物塊在沒有接觸到障礙物的情況下穿過了它。

我們剛剛體驗(yàn)了隧道效應(yīng)。

現(xiàn)在，讓我們做些什么來阻止它的發(fā)生吧！

阻止隧道效應(yīng)——設(shè)置剛體為子彈

因?yàn)檫B續(xù)的碰撞檢測使得隧道效應(yīng)無法在 static 類型的剛體上發(fā)生，

在某些情況下，我們也可以將這種方法應(yīng)用到 dynamic 類型的剛體上，通過設(shè)置它們?yōu)樽訌棧╞ullets）。

一個子彈（bullets）執(zhí)行連續(xù)的碰撞檢測，來檢測它與 static 類型的和 dynamic 類型的剛體之間的碰撞。

記住，如果你將所有的剛體都設(shè)置為子彈（bullets），你將會發(fā)現(xiàn)很高的性能消耗，所以這將由你在性能和精確度之間找到一個平衡點(diǎn)。

從我的經(jīng)驗(yàn)來看，只是一些被玩家或敵人發(fā)射的粒子和投射物被設(shè)置為子彈（bullets），通常游戲的角色不會移動的快到需要將它們設(shè)置為子彈（bullets）

在 main 函數(shù)中僅需要加入一句代碼:

function main() {
    world = new b2World(gravity, sleep);
    debugDraw();

    var bodyDef = new b2BodyDef();
    bodyDef.position.Set(320 / worldScale, 470 / worldScale);
    var polygonShape = new b2PolygonShape();
    polygonShape.SetAsBox(320 / worldScale, 10 / worldScale);
    var fixtureDef = new b2FixtureDef();
    fixtureDef.shape = polygonShape;
    fixtureDef.density = 1;
    fixtureDef.restitution = 0.5;
    fixtureDef.friction = 0.5;
    var body = world.CreateBody(bodyDef);
    body.CreateFixture(fixtureDef);

    bodyDef.position.Set(600 / worldScale, 240 / worldScale);
    bodyDef.type = b2Body.b2_dynamicBody;
    polygonShape.SetAsBox(10 / worldScale, 220 / worldScale);
    var body2 = world.CreateBody(bodyDef);
    body2.CreateFixture(fixtureDef);

    bodyDef.position.Set(320 / worldScale, 455 / worldScale);

    // 加上這一句
    bodyDef.bullet = true;

    polygonShape.SetAsBox(5 / worldScale, 5 / worldScale);
    var body3 = world.CreateBody(bodyDef);
    body3.CreateFixture(fixtureDef);
    body3.SetLinearVelocity(new b2Vec2(100, -10));
    stage.addEventListener('click', updateWorld);
    // setInterval(updateWorld, 1000 / 60);
}

在剛體定義中將bullet屬性設(shè)置為true將對子彈進(jìn)行連續(xù)碰撞檢測。

現(xiàn)在應(yīng)該會從障礙物上彈回。

測試網(wǎng)頁，來看看發(fā)生了什么。

源碼： article/ch07/ch07-2.html

看到了嗎？如你所見，接觸被決算，現(xiàn)在子彈被障礙物彈回。
將你的憤怒的小鳥模型中，通過拋擲器發(fā)射的投射物，應(yīng)用bullet屬性，然后將產(chǎn)生一個精確的模擬運(yùn)行

現(xiàn)在，讓我們來看看最后一個你在 Box2D 可以創(chuàng)建的特殊類型的剛體。

通過感應(yīng)器檢測接觸，可以允許剛體重疊

在你的游戲中，有時你可能需要兩個剛體就像沒有發(fā)生任何碰撞一樣重疊在一起，同時還能檢測到碰撞。

使用感應(yīng)器（sensor）可以實(shí)現(xiàn)這個功能；

感應(yīng)器：一個夾具可以在檢測到碰撞的情況下而不作出任何反應(yīng)。

你可以使用感應(yīng)器（sensor）創(chuàng)建剛體，所以你將可以在剛體間沒有任何物理觸點(diǎn)的情況下，知道它們之間發(fā)生的碰撞。

只要想象一下玩家控制的角色和一個開關(guān)：你想要知道當(dāng)玩家控制的角色撞擊開關(guān)觸發(fā)一些事件，但是同時你不想開關(guān)響應(yīng)玩家的碰撞。

在最后的腳本中，我們將測試一個感應(yīng)器

和往常一樣，我們給剛體 userData 屬性中添加剛體的名字

將 barrier 剛體設(shè)置為 static 類型并通過 isSensor 屬性定義的它的夾具為感應(yīng)器。

function main() {
     world = new b2World(gravity, sleep);
     debugDraw();

     var bodyDef = new b2BodyDef();
     bodyDef.position.Set(320 / worldScale, 470 / worldScale);
     bodyDef.userData = "floor";
     var polygonShape = new b2PolygonShape();
     polygonShape.SetAsBox(320 / worldScale, 10 / worldScale);
     var fixtureDef = new b2FixtureDef();
     fixtureDef.shape = polygonShape;
     fixtureDef.density = 1;
     fixtureDef.restitution = 0.5;
     fixtureDef.friction = 0.5;
     fixtureDef.isSensor = true;
     var body = world.CreateBody(bodyDef);
     body.CreateFixture(fixtureDef);

     bodyDef.position.Set(600 / worldScale, 240 / worldScale);
     bodyDef.userData = "barrier";
     polygonShape.SetAsBox(10 / worldScale, 220 / worldScale);
     var body2 = world.CreateBody(bodyDef);
     body2.CreateFixture(fixtureDef);

     bodyDef.position.Set(320 / worldScale, 455 / worldScale);
     bodyDef.bullet = true;
     bodyDef.type = b2Body.b2_dynamicBody;
     bodyDef.userData = "bullet";
     polygonShape.SetAsBox(5 / worldScale, 5 / worldScale);
     fixtureDef.isSensor = false;
     var body3 = world.CreateBody(bodyDef);
     body3.CreateFixture(fixtureDef);
     body3.SetLinearVelocity(new b2Vec2(100, -10));
     // 鼠標(biāo)多次點(diǎn)擊后查看效果
     stage.addEventListener('click', updateWorld);
 }

為什么我們要將 barrier 設(shè)置為 static 類型呢？

因?yàn)樗且粋€感應(yīng)器，它的碰撞將不會被決算，所以如果我們設(shè)置它為 dynamic 類型，它將不會和地面發(fā)生碰撞，所以沒有支撐物，將會一直下落。

將它設(shè)置為 static 類型可以確保它固定在一個位置。

最后，我們修改 updateWorld() 方法的方式與你在處理檢測碰撞時學(xué)到的方法是一樣：

function updateWorld() {
     world.Step(1 / 30, 10, 10);
     
     world.ClearForces(); // 清除作用力
     for (var b = world.GetBodyList(); b; b = b.GetNext()) {
         for (var c = b.GetContactList(); c; c = c.next) {
             var contact = c.contact;
             var fixtureA = contact.GetFixtureA();
             var fixtureB = contact.GetFixtureB();
             var bodyA = fixtureA.GetBody();
             var bodyB = fixtureB.GetBody();
             var userDataA = bodyA.GetUserData();
             var userDataB = bodyB.GetUserData();
             
             if (userDataA == "barrier" || userDataB == "barrier") {
                 console.log(userDataA + "->" + userDataB);
             }
         }
     }

     world.DrawDebugData(); // 顯示剛體debug輪廓
 }

我們遍歷所有的剛體，然后遍歷所有的接觸的剛體，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)與障礙物發(fā)生碰撞的剛體時，我們將在輸出窗口打印發(fā)生的相關(guān)信息
測試網(wǎng)頁，然后通過點(diǎn)擊使子彈運(yùn)動：

源碼： article/ch07/ch07-3.html

如你所見，子彈穿過障礙物，碰撞被檢測到，并在開發(fā)者工具控制臺輸出下面的文本：
```
bullet->barrier
```
上面的信息被輸出了兩次的情況，是因?yàn)楫?dāng)拋射物與障礙物發(fā)生碰撞時輸出一次，并且障礙物與拋射物發(fā)射碰撞時又輸出了一次。

注意：在 Javascript 版中，bullet->barrier 輸出了 14 次，猜測是循環(huán)中

小結(jié)

本章探討了兩個屬性的使用，你學(xué)習(xí)了在一個離散型模擬中怎樣管理連續(xù)碰撞檢測，以及怎樣創(chuàng)建被動剛體（感應(yīng)器），為了在檢測到碰撞時不要進(jìn)行決算。

太好了，你們在本書中的學(xué)習(xí)之旅也在此結(jié)束了，但是還有很多Box2D的知識。你也許可以通過本書的知識來制作 Box2D 游戲，但是程序的世界更新非常之快，你要一直更新自己的知識。

我建議你經(jīng)常去訪問 www.box2d.org 和 http://box2d.org/manual.pdf 官方網(wǎng)站和文檔，同樣我的博客 www.emanueleferonato.com 也會及時的更新最新的技巧和教程。

一旦你完成了你的第一個 Box2d 游戲，不要忘記感謝 Erin Catto（類庫的設(shè)計(jì)者）

本文相關(guān)代碼請?jiān)?/p>

https://github.com/willian12345/Box2D-for-Javascript-Games

注：轉(zhuǎn)載請注明出處博客園：王二狗Sheldon池中物 (willian12345@126.com)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的2D物理引擎 Box2D for javascript Games 第七章子弹和感应器的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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