游戏对象和地板之间的重力碰撞？

Question

重力游戏如何处理玩家、怪物或物体等移动物体与地板之间的关系？ 玩家是否不断地“掉进”地板并被弹回来？

我发现对碰撞做出反应的两种方法是将玩家移回碰撞前的先前位置，并在移动之前测试新位置以查看是否会导致碰撞，但我不知道这两种方法如何可以处理一个向上升起并需要能够举起玩家的平台。 我是从 2D 游戏设计的角度来看这个问题的，但我想同样的问题也会出现在 3D 游戏设计中。 有什么提示吗？ 我应该查看哪些参考资料？ 谢谢。

Answer 1

您可能需要查看GameDev.net 的重力常见问题解答以获取一些基本信息。

由于您正在制作游戏而不是高度准确的物理建模器，因此我们可以通过 Euler 集成来逃脱。 如果您对准确性的需求增加，我认为使用的最流行的集成方法是 Runge-Kutta (RK4 ）集成。 对于简单的游戏，您很可能不需要这些，但它们肯定用于更高级的物理模拟和 3D 游戏。 使用 RK4 的缺点是复杂性略有增加并且速度稍慢。 虽然它非常准确，但现在，让我们继续使用好的欧拉。

我问了一个类似的问题，“如何应用重力我的弹跳球游戏”，并得到了几个很好的答案。 您要做的第一件事是为您的游戏选择一个任意的重力常数。 在我的弹跳球应用程序中，我使用默认重力常数 2000px/s。 您需要使用这个重力常数来获得特定游戏所需的效果。

接下来，您需要确保独立渲染游戏并更新游戏对象。 这是为了防止游戏中的对象在快速计算机上移动得非常快，而在慢速计算机上移动得非常慢。 您希望对象移动的物理特性和速度独立于计算机速度。 关于此的一篇好文章是 游戏物理：修正你的时间步长！。

那么我们该怎么做呢？ 您可以跟踪自上次调用 Update 方法以来已经过去了多少时间。 我创建了 2 个线程，尽管这不是直接必要的。 我有一个游戏更新线程和一个渲染线程。 更新线程控制更新游戏中对象的位置。 更新线程知道上次调用它的时间、当前时间，并从中计算自调用更新方法以来经过的时间。

为了应用重力，我们只需将重力常数乘以经过的时间加上物体的 Y 速度。

private long previousTime = System.currentTimeMillis();
private long currentTime = previousTime;

public void updateGame()
{
    currentTime = System.currentTimeMillis();
    float elapsedSeconds = (currentTime - previousTime) / 1000f; 

    foreach(GameObject gameObject in gameObjects)
    {
        // Apply gravity to velocity vector
        gameObject.velocity.y += (gravityConstant * elapsedSeconds); 

        // Move objects x/y position based off it's velocity vector
        gameObject.position.x += (gameObject.velocity.x * elapsedSeconds); 
        gameObject.position.y += (gameObject.velocity.y * elapsedSeconds);

    }
    
    checkCollisions();

    previousTime = currentTime;
}

这将根据速度矢量移动所有物体，并根据重力常数对它们施加重力。 最重要的是，它独立于计算机速度！

为了回答你的另一个问题，是的，物体的 y 向量将不断受到重力“力”。 所以它会不断地与地板碰撞。 但是，您想做的一件事是使用 Epsilon 值 最终使游戏对象的速度为零。 然后，在作为修剪过程一部分的碰撞检测期间，您通常可以跳过检查非移动物体是否与任何物体发生碰撞（但反之则不然！）。

我喜欢对碰撞做的事情是，一旦发现物体发生碰撞（相互穿透），我就会将它们推开，以将它们分开的最小平移距离（MTD）。 这一步很关键，否则您会遇到游戏中经常出现的错误，即对象“粘”在一起并抖动移动。 一旦它们分开，我就会计算我的碰撞响应。

使用这种方法，它将在您描述的上升平台场景中正常工作。 平台会继续上升，游戏对象会利用自身与平台之间的MTD将自己分离出来，它自然会随之上升。

如果您需要有关碰撞响应的帮助，我建议您查看：

• 球与球碰撞检测和处理（包括源代码）
• 2D Collisions without trigonometry.pdf
• 添加碰撞检测< /a>
• GameDev.net 论坛！

Answer 2

某些游戏中使用的一种方法是作弊：为行走和空中设置单独的状态。 行走时，游戏引擎可以确定所行走表面的坡度，如果不是太陡，则沿表面方向移动角色，并为角色提供相对于表面的正确垂直位置。

至于物理，我正在成为 Verlet 集成的粉丝，如 Gamasutra：高级角色中所述物理。 它简化了物理更新方程（不必跟踪速度！）并且简化了碰撞（不必调整速度！）。 也就是说，如果您需要准确性，它确实有一些细微差别。

Answer 3

有关此主题的最完整的教科书之一是 实时碰撞检测，作者：Christer Ericson。 他还有一个配套博客。 Eric Lengyel 的3D 游戏编程和计算机图形学数学 也很有用。

Answer 4

我并不是专门的游戏程序员，但这是我的理解：

• 在具有“无限帧速率”的理想世界中，您将在碰撞发生的那一刻准确地检测到碰撞，并使用一些标准物理来建模 碰撞后物体的新速度和加速度（参见标准高中力学教科书，或各种标题为“游戏程序员的物理”的书籍）
• 实际上， ，因为你有固定的帧速率，因此物体只能以一定的速度移动粒度，你通常需要添加一个额外的技巧，例如提前计算物体在下一帧中将行进的相对路径，并查看是否有任何路径相交，
• 如果它们确实相交，那么交点实际上将是一个 < em>估计，但稍微不准确，物体真正发生碰撞的点； 然后你可以选择不关心并将该估计值作为交点并线性插值以获得碰撞点的速度，或者现在你发现它们将相交进行更精确的计算，以获得实际碰撞点/时间/速度

Answer 5

除了对碰撞进行建模之外，一个好的方法是对能量（或动量，或只是速度，具体取决于模拟的复杂性）的连续传输进行建模。 当您的玩家站在平台上时，将该信息存储在代表平台的对象中，并且每当调整该对象的速度时，您都可以将该更改直接应用于由此链接的玩家或其他对象。