Question

基本上我正在研究物理游戏。横向运动需要减少（因为接近0，而不是变成负数），但我不知道它在哪个方向，所以我不知道是添加阻力还是减去阻力。

（如果项目向右移动，则具有正向力，向左移动，负向力）

现在我正在这样做：

if (objects[i]->force.x > 0)
    objects[i]->force.x -= drag;
else
    objects[i]->force.x += drag;

哪种方法很好，但我觉得必须采用更时尚的方式来做到这一点。

找到一种确保它不会超过0的方法也不会有害。

Answer 1

如果您试图模拟摩擦，最简单的方法是知道速度并使用数学模型或微分方程来近似它。

     dx
-c * --
     dt

基本上，摩擦力与速度和相反方向成比例。因此，您可以简单地计算摩擦力（或阻力），如下所示：

objects[i]->force = -drag_coefficient * objects[i]->velocity

如果你不知道速度，很难得到好的结果，因为当物体向左移动时你可能会向右推力（因此你会向正确的方向施加阻力）。

编辑：

实际上，并非所有类型的摩擦都取决于速度的幅度（速度），干摩擦通常被称为仅采取方向速度考虑在内：

force = -drag_coefficient * sign(velocity)

然而，计算上当速度达到0时会变得不稳定，超过它并来回振荡。

另一个模型是湿摩擦的模型，这是我在第一个例子中使用的模型：

force = -drag_coefficient * velocity

这意味着当你的物体运行得更快时，它会因摩擦而减慢。想想空气的力量，当你跑步时，你跑得越快，空气越慢，你就越慢。

上述两种型号都不是100％准确，但对于游戏来说，它们应该足够了

Answer 2

拖动应该是速度的函数：drag = r_1 * v其中r_1 < 0。这将导致阻力与速度相反。然后你可以添加拖拽力。

Answer 3

首先，我们应该澄清这里所代表的内容。你写道：“如果一个物品向右移动，它有正向力......”通常情况下，如果物品向右移动，我们会期望它在该方向上具有正向速度，而不一定是正向力。

如果要在实体表面上拖动实体对象，阻止拖动运动的“理想”摩擦力是将物体推入表面的力（例如，重力）乘以摩擦系数（取决于所涉及的材料））。将该力除以物体的质量会产生加速度。在物体（包括质量），材料和垂直力没有变化的情况下，您可以计算一次加速度并将其视为常数a。

在连续模型中，此加速度将速度平滑地降低到零。在您的模型中，您可能正在使用离散的时间步长，t。因此，在每个正常步骤中，速度通过加速乘以步进时间a*t而减小。我们也可以计算并将其分配给某个变量，比如d。

出现问题是因为离散时间步长可能会超过速度变为零的时刻。要解决此问题，您可以使用以下代码：

if (velocity > d)
    velocity -= d; // Resist rightward velocity for a full time step.
else if (velocity < -d)
    velocity += d; // Resist leftward velocity for a full time step.
else
    velocity = 0;  // Resist small velocity until it becomes zero.

当然可以使用其他模型，对于非实体的物体有不同的物理特性。一些在其他答案和评论中提到的简单模型是通过乘以小于1的值来减小速度。该示例不模拟拖动实体对象的真实物理。它是否适合您的游戏可能是一种美学选择。如果您使用它，您的代码可能只是：

velocity *= factor;

一个问题是某些处理器对次正规数的性能非常差。最常用的浮点算法IEEE-754指定了特殊处理的非常小的数字的间隔（以获得有助于证明和预测行为的某些数学属性）。在没有任何其他更改的情况下，诸如velocity *= factor;之类的表达式将使数字变得越来越小，直到它们达到该次正常间隔。在易受攻击的处理器上，这将导致程序的性能突然下降。这当然可能毁了游戏物理。某些系统设置处理器模式，其中次正规数转换为零。这避免了性能问题，但违反了IEEE-754标准。游戏物理学可能是可以接受的。

Answer 4

如果您对模型感到满意（请注意评论中的注意事项），您可以使用 signum 功能缩短表达式。 Although in C++ choosing one is apparently somewhat involved...

无论您选择哪一个，我都会将其称为sgn()。然后，您希望应用拖动的符号为force.x的相反符号：

objects[i]->force.x += -1 * sgn(objects[i]->force.x) * drag;

（我知道我可以在这里使用一元减去;我认为这会使意图更清晰）

有没有更优雅/聪明/简短的方法来使未知数字接近0？

4 个答案:

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