Question

我正在使用LWJGL库制作3D Java游戏，我想知道如何添加碰撞检测，以便玩家不会通过模型。

我正在使用OBJ模型。这是OBJLoader类，它加载模型：

package renderEngine;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import models.RawModel;

import org.lwjgl.util.vector.Vector2f;
import org.lwjgl.util.vector.Vector3f;

public class OBJLoader {


    public static RawModel loadObjModel(String fileName, Loader loader){
        FileReader fr = null;
        try {
            fr = new FileReader(new File("res/"+fileName+".obj"));
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.err.println("Couldn't load file!");
            e.printStackTrace();
        }
        BufferedReader reader = new BufferedReader(fr);
        String line;
        List<Vector3f> vertices = new ArrayList<Vector3f>();
        List<Vector2f> textures = new ArrayList<Vector2f>();
        List<Vector3f> normals = new ArrayList<Vector3f>();
        List<Integer> indices = new ArrayList<Integer>();
        float[] verticesArray = null;
        float[] normalsArray = null;
        float[] textureArray = null;
        int[] indicesArray = null;
        try{
            while(true){
                line = reader.readLine();
                String[] currentLine = line.split(" ");
                if(line.startsWith("v ")){
                    Vector3f vertex = new Vector3f(Float.parseFloat(currentLine[1]), 
                            Float.parseFloat(currentLine[2]), Float.parseFloat(currentLine[3]));
                    vertices.add(vertex);
                }else if(line.startsWith("vt ")){
                    Vector2f texture = new Vector2f(Float.parseFloat(currentLine[1]), 
                            Float.parseFloat(currentLine[2]));
                    textures.add(texture);
                }else if(line.startsWith("vn ")){
                    Vector3f normal = new Vector3f(Float.parseFloat(currentLine[1]), 
                            Float.parseFloat(currentLine[2]), Float.parseFloat(currentLine[3]));
                    normals.add(normal);
                }else if(line.startsWith("f ")){
                    textureArray = new float[vertices.size() * 2];
                    normalsArray = new float[vertices.size() * 3];
                    break;
                }
            }

            while(line != null){
                if(!line.startsWith("f ")){
                    line = reader.readLine();
                    continue;
                }
                String[] currentLine = line.split(" ");
                String[] vertex1 = currentLine[1].split("/");
                String[] vertex2 = currentLine[2].split("/");
                String[] vertex3 = currentLine[3].split("/");

                processVertex(vertex1, indices, textures, normals, textureArray, normalsArray);
                processVertex(vertex2, indices, textures, normals, textureArray, normalsArray);
                processVertex(vertex3, indices, textures, normals, textureArray, normalsArray);
                line = reader.readLine();
            }

            reader.close();
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        verticesArray = new float[vertices.size()*3];
        indicesArray = new int[indices.size()];


        int vertexPointer = 0;
        for(Vector3f vertex:vertices){
            verticesArray[vertexPointer++] = vertex.x;
            verticesArray[vertexPointer++] = vertex.y;
            verticesArray[vertexPointer++] = vertex.z;
        }
        for(int i=0;i<indices.size(); i++){
            indicesArray[i] = indices.get(i);
        }
        return loader.loadToVAO(verticesArray, textureArray, normalsArray, indicesArray);
    }

    private static void processVertex(String[] vertexData, List<Integer> indices, 
            List<Vector2f> textures, 
            List<Vector3f> normals, float[] textureArray, float[] normalsArray){

        int currentVertexPointer = Integer.parseInt(vertexData[0]) - 1;
        indices.add(currentVertexPointer);
        Vector2f currentTex = textures.get(Integer.parseInt(vertexData[1]) - 1);
        textureArray[currentVertexPointer*2] = currentTex.x;
        textureArray[currentVertexPointer*2+1] = 1 - currentTex.y;
        Vector3f currentNorm = normals.get(Integer.parseInt(vertexData[2])-1);
        normalsArray[currentVertexPointer*3] = currentNorm.x;
        normalsArray[currentVertexPointer*3+1] = currentNorm.y;
        normalsArray[currentVertexPointer*3+2] = currentNorm.z;
    }

}

谢谢！

Answer 1

这里有几个选项。最简单的方法是在对象周围创建一个轴对齐的边界框（AABB）;这可以通过简单地找到每个轴的最小值和最大值来算法完成。对于某些应用程序，这将工作正常，但这显然不是非常精确。但值得注意的是，如果两个AABB不相交，那么物体本身肯定也不会相交;您可以将此事实用作碰撞检查算法的早期退出。

除了边界框之外，一些游戏引擎还使用其他基本类型的边界体积，例如边界球体。检测点是否在球体中就像检查球体中心与点之间的距离是否小于或等于球体半径一样简单。调查bounding volume Wikipedia page for other types。您通常可以通过创建复合边界体积来近似对象的真实边界 - 也就是说，边界体积由几个更简单的体积组成，如球体，盒子，圆柱体等。这就是Unity游戏引擎处理碰撞检测的方式。

您可能还想研究2D碰撞检测算法，例如分离轴定理示例（请参阅进一步阅读部分）。这些算法几乎总是可以扩展到更高的维度。

如果所有这些看起来过于复杂，我建议您选择预先烘焙的解决方案，例如Bullet（Java port）。谷歌周围一点;你可能会找到适合你用例的东西。如果你感到不知所措，不要感到难过;碰撞检测是一项复杂的课题，有数十年的研究支持。

进一步阅读：

Answer 2

我也正在通过LWJGL制作游戏。我使用一个相当简单的过程来确定碰撞。首先，我找到焦点实体一定距离内的所有实体。我使用这样的方法：

public static float getDistance(Vector3f pointOne, Vector3f pointTwo) {
    float distance = 0;

    float x1 = pointOne.x;
    float y1 = pointOne.y;
    float z1 = pointOne.z;

    float x2 = pointTwo.x;
    float y2 = pointTwo.y;
    float z2 = pointTwo.z;

    distance = (float) Math.pow((Math.pow(x1 - x2, 2) + Math.pow(y1 - y2, 2) + Math.pow(z1 - z2, 2)), .5f);

    return distance;
}

接下来，我调用该方法并确定哪些实体在焦点实体的某个半径范围内，并将它们添加到列表中。

List<Entity> possibleCollision;
if(distance < radius) {
    possibleCollision.add(entity);
}

最后，我确定两个不同列表中每个顶点的坐标。一个列表用于存储焦点实体的坐标，另一个列表用于存储可能碰撞范围内所有其他实体的坐标。

List<Vector3f> focal_vertices = new ArrayList<Vector3f>();
//Get Vertices for Focal Entity
focal_verticies.add(vertex);

List<Vector3f> entity_vertices = new ArrayList<Vector3f>();
//Get Vertices for Focal Entity
entity_vertices.add(vertex);

最后，我运行一个循环来检查列表是否包含重复的条目。这是系统中最简单的部分。

for(int i = 0; i < entity_vertices.size() - 1; i++) {

    if(player_vertices.contains(entity_vertices.get(i))) {

        //Collision Detected

    }

}

这适用于我测试过的每个OBJ文件。希望这会有所帮助。

Java 3D LWJGL碰撞

2 个答案: