打砖块物理（射弹物理模拟）

Question

有一个滑块，我通过每个刻度之间的位置差异来计算其速度（由于通过触摸屏使用它，有时可能会很大，所以也许我应该将其限制在某个任意数字以避免其中一些问题？）

我 有一个具有 3 维方向向量和速​​度的球。

当球与滑块碰撞时，我反转其在 Z 轴上的方向（远离滑块），然后使用滑块速度来操纵其 X（左 <-> 右）方向。所以：

ball.direction.x += (slider_friction * slider_velocity)

现在球更新如下进行：

velocity = ball.velocity * time
ball.direction.normalise()
ball.position = ball.direction * ball.velocity

这似乎工作得很好，除了在某些情况下，它似乎很可能适用于任何球轴为零，导致在某些情况下它永远不会返回滑块。对此有什么好的解决方案吗？当块与块碰撞时，处理块响应的好方法是什么？它应该返回到以直角弹跳，还是应该使用滑块应用的相同弹跳修改器保持反射？此外，对于这种射弹模拟的任何其他物理技巧也将不胜感激。

Answer 1

嗯，这是一个好问题；问题是，一个好的解决方案（即，看起来和感觉起来都像真实物理的解决方案）本质上是使用真实物理的解决方案。幸运的是，这个问题中的大部分牛顿物理学都可以很容易地简化。如果我说得过于冗长，请原谅我，但物理学往往会这样对你。

因此，为了定义问题，这是松紧带（如，没有吸收能量）打砖块球和桨之间的碰撞。首先，由于你显然已经降低了垂直运动，所以我不会关心这个。接下来的内容都是关于碰撞的水平分量。

球拍将一定量的水平动量传递给球（尽管，由于这是打砖块物理学，所以球拍本身不会损失动量:P）。这可以通过两种方式实现——使球旋转，以及给球一些水平动量（显然，如果球已经具有水平动量或旋转，则增加的动量将......好吧，添加）。

增量动量 + 增量角动量 = 动量桨给出

当然，使用动量可能会很烦人，因为您实际上不必这样做。我假设球和桨具有恒定的质量（也就是说，球不会突然变重，尽管您可以轻松地使用它），因为这样您就可以将每个球的质量从动量方程中分解出来。那么，

水平速度增量 + 角速度 = 桨速度 * 桨质量 / 球质量

要得出一个可以使用的方程，您必须设置桨的动量有多少会进入旋转，以及球的运动有多少。例如，

mass_factor = 2 # ratio between paddle and ball masses
angular_factor = 0.3 # the amount of the paddle's movement which will go into the ball's spin

# and now for the bouncy-bouncy

ball.hVel += (1 - angular_factor) * paddle.hVel * mass_factor * friction or whatever
ball.spin += angular_factor * paddle.hVel * mass_factor * friction or whatever
ball.vVel = - ball.vVel # of course, its vertical velocity reverses

这足以建立一个准现实的反弹，但仍然有一个金块（你不需要解决它，但解决它会让你的打砖块变得惊人）——所有的旋转会发生什么？旋转可以以某种方式用于更有趣的弹跳吗？

因此，回顾一下，旋转是球的外围相对于中心移动的速度。事实是，每当一个旋转的球撞到静止的物体时，它的旋转和速度都会发生变化。如果旋转的球击中静止表面，球会在与其旋转方向相反的方向上受到一点“踢”（如果在接触点测量旋转），并且旋转将会改变。

#Upon collision with a surface (assumed horizontal, with the ball above the surface)
ball.hVel += -(ball.Avel * rate) # Where "rate" is the ratio which determines how much angular velocity decays with each bounce
ball.Avel *= 1 - rate # So the angular velocity decays properly

由于角速度是旋转对称的，因此您只需将不同角度的碰撞（墙壁上的球、天花板上的球）视为其旋转。

唷，这无意中啰嗦了，而且还远未完成，但恕我直言，这足以回答你的问题了。