Question

我写了一个程序，模拟一个50米的建筑物被抛出的球。我通过在球撞击地面时反转y方向上的速度（y <0），保持水平速度相同，并将两个速度乘以某个最小值来增加碰撞检测，这样球最终会到达休息。

 #include<stdio.h>
 #include<math.h>
 #include <stdlib.h>

 int main() {

     FILE *fp; 
     FILE *fr;

     float ax = 0, ay = 0, x = 0, y = 0, vx = 0, vy = 0;
     float time = 0, deltaTime = .001; 

     float min = -.00000000001; 
     int numBounces = 0;

     fr = fopen("input_data.txt", "rt"); 

     fp = fopen( "output_data.txt", "w" ); 

     if(fr == NULL){ printf("File not found");} 

     if(fp == NULL){ printf("File not found");} 

     fscanf(fr, "ax: %f ay: %f x: %f y: %f vx: %f vy: %f\n", &ax, &ay, &x, &y, &vx, &vy); 

     while (vx > min && vy > min) {

          time = time + deltaTime;
          vx = vx + ax*deltaTime;
          vy = vy + ay*deltaTime;
          x = x + vx*deltaTime + (.5*ax*deltaTime*deltaTime);
          y = y + vy*deltaTime + (.5*ay*deltaTime*deltaTime);  

          fprintf(fp, "%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t\n", ax, ay, x, y, vx, vy, time);

     //Collision occurs; implement collision response
          if(y < 0) {
               vx = vx + ax*deltaTime*(.00001);
               vy = -(vy + ay*deltaTime*(.00001));
               numBounces++;

               fprintf(fp, "%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t\n", ax, ay, x, y, vx, vy, time);
      }
 }

fclose(fp); 
fclose(fr); 

system ("PAUSE"); 
return 0;

 }

我没有获得生成正确数据图表所需的正确值。这可能是因为我需要更改while循环中的条件，或者我没有正确实现碰撞响应。

以下是一些示例数据：

ax：0 ay：-9.8 x：0 y：50 vx：8.66 vy：5

Picture of data plot

Answer 1

如果没有输出任何内容，您可以在每个周期结束时尝试fflush(fp)。而且就我在你的代码中看到的那样，你的对象在遇到地面时会更快，你必须将vy = -(vy + ay*deltaTime*(.00001))改为vy = -(vy - ay*deltaTime*(.00001))来纠正它。如果您在y < 0计算确切的碰撞时间，然后将对象向下移动，更改速度，并将对象移动到周期的其余部分以获得更逼真的碰撞，则还可以创建更好的碰撞实现。

我们知道deltaY = 1/2 * ay * t ^ 2 + vy * t所以我们可以使用以下公式计算t：

assuming py is the current height of object(it's distance to ground)
=> -py = 0.5 * ay* t * t + vy * t
=> 0 = 0.5 * ay * t * t+ vy * t + py
=> t = (-vy +- sqrt(vy*vy - 2 * ay * py)) / (2 * ay)

由于t必须为正且知道ay是negetive而py是正数，我们可以假设当前的答案是

=> tc = (sqrt(vy*vy - 2 * ay * py) - vy) / 2 / ay

现在我们有tc是碰撞时间。所以我们必须反转位置和速度的最后一次变化，然后只需要步进tc秒，然后反转vy和步deltaTime - tc秒来完成该帧。所以在if条件里面会是这样的（我可能在进行数学计算时遇到一些问题，所以如果你没有得到预期的结果，那么jsut doublecheck所有方程式）：

if (y < 0) {
    float tc = (sqrt(vy*vy - 2 *ay * y)) / 2 / ay;
    x = x - vx*deltaTime - (.5*ax*deltaTime*deltaTime);
    y = y - vy*deltaTime - (.5*ay*deltaTime*deltaTime);
    vx = vx - ax * deltaTime;
    vy = vy - ay * deltaTime;
    vx = vx + ax * tc;
    vy = vy + ay * tc;
    x = x + vx*tc + (.5*ax*tc*tc);
    y = y + vy*tc + (.5*ay*tc*tc);
    vy = -(vy - ay*deltaTime*(.00001));
    // you can also change above line and simply write 
    // vy = vy * -0.99;
    // that will also create friction as you want it to be there
    vx = vx + ax * (deltaTime - tc);
    vy = vy + ay * (deltaTime - tc);
    x = x + vx* (deltaTime - tc) + (.5*ax* (deltaTime - tc)* (deltaTime - tc));
    y = y + vy* (deltaTime - tc) + (.5*ay* (deltaTime - tc)* (deltaTime - tc));
    numBounces++;

    fprintf(fp, "%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t\n", ax, ay, x, y, vx, vy, time);
}

实现碰撞检测

1 个答案: