可变时间步长和重力/摩擦力

Question

我正在尝试复制 Sonic 物理引擎 的逻辑，该引擎是为固定的-时间步长系统（60 FPS），处于可变时间步长年龄（准确地说是 Slick2D）。

在原版中，按下跳跃按钮后，玩家的 velocity.y 设置为 -6.5，并且每个刻度 0.21875 都会添加到 velocity.y 以模拟重力。

每次调用我的逻辑更新时，都会传递一个时间增量参数，指定已经过去了多少毫秒。如果经过的毫秒数比我预期的多，那么我会重复更新逻辑，传递最多为 1 的“内部增量”，或者如果我们正在处理目标帧的“剩余部分”，则传递更少的增量。

例如，如果我们预计一帧需要 16 毫秒，而它确实需要 16 毫秒，则循环将迭代一次并将 thisMiniTick 作为 1 传递。如果增量不是 16 毫秒而是 40 毫秒，循环将执行三次，传递 1、1，最后传递 0.5。

我错误地认为在每个内部更新循环中我都可以执行 velocity.y += (gravity * thisMiniTickRelative)，但这不起作用。在较快的帧速率下，没有施加足够的重力，导致较高的跳跃，而在较慢的帧速率下，跳跃较低（尽管没有那么明显）。

有没有一种方法可以适用于几乎所有帧速率，或者我必须为 delta 设置上限和下限？

“内部更新”循环：

    float timeRemaining = delta/1000f; 
    while(timeRemaining > 0)
    {
        float thisMiniTick = Math.min(timeRemaining, 1f / FRAMES_PER_SECOND);
        float thisMiniTickRelative = thisMiniTick / (1f / FRAMES_PER_SECOND);

        updateInput(container, game, thisMiniTickRelative);
        if (playerAirState)
        {
            playerVelocity.y += (GRAVITY * thisMiniTickRelative);
        }
        clampPlayerVelocity();
        playerPosition.add(playerVelocity);
        doCollisions();
        timeRemaining -= thisMiniTick;
    }

Answer 1

不要将其视为“为 delta 设置上限和下限”。您的应用程序和线程受应用程序的操作系统调度时间的影响，以及对系统的所有其他要求，以及您只需要注意的事情。这个挑战在 PC 游戏中自我们从单任务操作系统转向多任务操作系统以来就一直存在。

使用 Slick，您可以（并且应该）断开逻辑更新与渲染更新的连接，这就是 delta 值在您的应用程序中传递的原因。通过使用 .setMinimumLogicUpdateInterval 和 .setMaximumUpdateInterval< 来执行此操作/a> 方法。

在我参与过的项目中，包括 Slick 中的一个项目，我发现每秒 30-60 次逻辑更新（更新之间 30.3 毫秒到 16.6 毫秒）的任何​​内容都效果很好，并为您提供运动所需的平滑度，物理和碰撞计算。

从字面上看，这意味着，对于每秒 30-60 次逻辑更新的范围，您需要执行以下操作：

container.setMinimumLogicUpdateInterval(16);  // max 60 logic updates per second
container.setMaximumLogicUpdateInterval(31);  // min 30 logic updates per second

此外，尝试计算 timeRemaing 值是一个常见错误，但您不这样做想做这个。您只需将移动量乘以经过的时间即可。如果过去了 30 毫秒，则大约为 1/33 秒，因此您应该将游戏对象移动 1 秒内移动量的 1/33。

float timeElapsed = delta/1000f;

playerVelocity.y += (GRAVITY * timeElapsed);

按照上面指定的上限/下限设置后，您可以确定 timeElapsed 将始终为 0.03 和 0.06 之间的值。如果您的游戏陷入困境并且帧速率变慢，您的逻辑更新仍然不会超出这些范围。相反，将会发生的情况是整个游戏看起来会变慢（这是应该的，就像过去的世嘉时代，屏幕上有太多东西一样），但碰撞和物理计算仍然会按预期进行。