零星碰撞检测

Question

我一直致力于检测游戏中物体之间的碰撞。现在一切都是垂直的，但希望保留其他运动的选择。这是经典的 2D 垂直太空射击游戏。

现在我循环遍历每个对象，检查碰撞：

for(std::list<Object*>::iterator iter = mObjectList.begin(); iter != mObjectList.end();) {
    Object *m = (*iter);
    for(std::list<Object*>::iterator innerIter = ++iter; innerIter != mObjectList.end(); innerIter++ ) {
            Object *s = (*innerIter);

            if(m->getType() == s->getType()) {
                break;
            }

            if(m->checkCollision(s)) {
                m->onCollision(s);
                s->onCollision(m);
            }
        }
    }

这是我检查碰撞的方法：

bool checkCollision(Object *other) {
        float radius = mDiameter / 2.f;
        float theirRadius = other->getDiameter() / 2.f;
        Vector<float> ourMidPoint = getAbsoluteMidPoint();
        Vector<float> theirMidPoint = other->getAbsoluteMidPoint();

        // If the other object is in between our path on the y axis
        if(std::min(getAbsoluteMidPoint().y - radius, getPreviousAbsoluteMidPoint().y - radius) <= theirMidPoint.y &&
            theirMidPoint.y <= std::max(getAbsoluteMidPoint().y + radius, getPreviousAbsoluteMidPoint().y + radius)) {

                // Get the distance between the midpoints on the x axis
                float xd = abs(ourMidPoint.x - theirMidPoint.x);

                // If the distance between the two midpoints
                // is greater than both of their radii together
                // then they are too far away to collide
                if(xd > radius+theirRadius) {
                    return false;
                } else {
                    return true;
                }

        }
        return false;
}

问题是它会随机正确地检测到碰撞，但其他时候根本检测不到它。这不是 if 语句脱离对象循环，因为对象确实具有不同的类型。对象距离屏幕顶部越近，正确检测到碰撞的机会就越大。越靠近屏幕底部，正确检测甚至根本检测不到的机会就越小。然而，这些情况并不总是发生。物体的直径很大（10 和 20），看看这是否是问题所在，但这根本没有多大帮助。

编辑 - 更新代码

bool checkCollision(Object *other) {
    float radius = mDiameter / 2.f;
    float theirRadius = other->getDiameter() / 2.f;
    Vector<float> ourMidPoint = getAbsoluteMidPoint();
    Vector<float> theirMidPoint = other->getAbsoluteMidPoint();

    // Find the distance between the two points from the center of the object
    float a = theirMidPoint.x - ourMidPoint.x;
    float b = theirMidPoint.y - ourMidPoint.y;

    // Find the hypotenues
    double c = (a*a)+(b*b);
    double radii = pow(radius+theirRadius, 2.f);

    // If the distance between the points is less than or equal to the radius
    // then the circles intersect
    if(c <= radii*radii) {
        return true;
    } else { 
        return false;
    }
}

Answer 1

当两个圆形物体的中心之间的距离足够小时，它们就会发生碰撞。您可以使用以下代码来检查这一点：

double distanceSquared =
    pow(ourMidPoint.x - theirMidPoint.x, 2.0) +
    pow(ourMidPoint.x - theirMidPoint.x, 2.0);
bool haveCollided = (distanceSquared <= pow(radius + theirRadius, 2.0));

为了检查两个时间点之间是否存在碰撞，您可以在时间间隔的开始和结束时检查碰撞；但是，如果物体移动得非常快，碰撞检测可能会失败（我猜您已经遇到过这个问题，即在屏幕底部速度最快的下落物体）。

以下内容可能会使碰撞检测更加可靠（尽管仍然不完美）。假设物体以匀速运动；那么，它们的位置是时间的线性函数：

our_x(t) = our_x0 + our_vx * t;
our_y(t) = our_y0 + our_vy * t;
their_x(t) = their_x0 + their_vx * t;
their_y(t) = their_y0 + their_vy * t;

现在您可以将它们之间的（平方）距离定义为时间的二次函数。找出什么时候它呈现最小值（即它的导数为0）；如果该时间属于当前时间间隔，则计算最小值并检查是否发生碰撞。

这必须足以几乎完美地检测碰撞；如果您的应用程序大量处理自由落体物体，您可能需要将运动函数细化为二次函数：

our_x(t) = our_x0 + our_v0x * t;
our_y(t) = our_y0 + our_v0y * t + g/2 * t^2;

Answer 2

这个逻辑是错误的：（

if(std::min(getAbsoluteMidPoint().y - radius, getPreviousAbsoluteMidPoint().y - radius) <= theirMidPoint.y &&
        theirMidPoint.y <= std::max(getAbsoluteMidPoint().y + radius, getPreviousAbsoluteMidPoint().y + radius))
{
  // then a collision is possible, check x
}

大括号内的逻辑也是错误的，但这应该产生误报，而不是漏报。）检查在时间间隔内是否发生碰撞可能很棘手；我建议现在检查是否存在碰撞，并首先使其发挥作用。当您检查碰撞时（现在），您无法独立检查 x 和 y，您必须查看对象中心之间的距离。

编辑：

编辑后的代码仍然不太正确。

// Find the hypotenues
double c = (a*a)+(b*b); // actual hypotenuse squared
double radii = pow(radius+theirRadius, 2.f); // critical hypotenuse squared

if(c <= radii*radii) { // now you compare a distance^2 to a distance^4
    return true; // collision
}

它应该是这样的：

double c2 = (a*a)+(b*b); // actual hypotenuse squared
double r2 = pow(radius+theirRadius, 2.f); // critical hypotenuse squared

if(c2 <= r2) {
    return true; // collision

}

或这样的：

double c2 = (a*a)+(b*b); // actual hypotenuse squared
double c = pow(c2, 0.5); // actual hypotenuse
double r = radius + theirRadius; // critical hypotenuse

if(c <= r) {
    return true; // collision

}

Answer 3

您的内部循环需要从 mObjectList.begin() 而不是 iter 开始。

内部循环需要迭代整个列表，否则随着外部循环的进展，您会错过碰撞候选者。