圆和线段之间的碰撞处理

Question

我正在实施一个小游戏，但我很难让物理系统正常工作。 在这个游戏中，有一个球（一个圆逐帧移动，可能会改变半径）和几个墙（线段也会逐帧变化和移动）。我可以正确地检测到碰撞，并且让球以正确的方向反弹是没有问题的。

在球与一帧中的线相交，然后在后续帧中再次相交的情况下会出现困难，从而导致双重反弹。我可以沿着线的法线向后移动球，直到它处于有效位置，但是当有关线被沿其轴线击中时，这会导致非常奇怪的行为（想象一个乒乓球落在直立的牙签上并且突然转移到一边，使它在牙签的一侧......）。当球在给定的框架中与多条线相交时，也存在一些问题（想象四条线一起形成一个矩形，并且球与所述矩形的角相交） - 它应该从哪个方向反弹？它应该向哪个方向移动？

我真的没有具体的问题，但我正在寻找提示或一些有用的教程。到目前为止，我设法找到的所有2D都只覆盖了矩形交叉点。

如果它有任何不同，我正在使用XNA。

谢谢，
卡梅伦

Answer 1

这是大多数物理库的普遍问题。如果你谷歌的“渗透深度”（与“物理”一起，我建议，或者你可能会发现完全不同的东西：D）你会发现即使这些图书馆也使用像你这样的技巧。

有两种解决方案：

便宜的是增加更新频率。以10个较小的步长移动物体而不是单个较大的物体，你的穿透力较小，因此通过将球偏离墙壁来固定它将不那么明显。

昂贵的是连续碰撞检测。有一些算法可以告诉你，给定一个移动和静止的物体，它们将会相交的确切时间点。谷歌“扫过球体矩形交叉点”找到其中的一些。

然后您可以像这样更新：球需要移动1.0个单位。检查是否有碰撞。在0.25个单位之后发生碰撞，因此将球移动0.25个单位，计算反射向量（使球从墙上反弹），用剩余的0.75个单位重复碰撞检查（直到你知道球的最终位置）。这样可以完全避免穿透，即使你的球移动得如此之快以至于通常会在一次更新中跳过墙壁，也会检测到碰撞。

Answer 2

人们普遍认为，由于时间步长，您的碰撞将在更新之间超过可接受的点。

基本上，你必须回插到碰撞真正发生的最后一帧和当前帧之间的点，将物体移回那个点，然后计算力等。