如何在物理引擎中有效地模拟静态矩形网格？

Question

我正在制作一个太空射击游戏，它发生在一个大型地牢中，该地牢由大型矩形组成，用于定义墙壁。使用Farseer Physics对游戏中的所有内容进行物理模拟。但是有一个问题：我希望地牢看起来足够大，但这需要我的网格中至少有80x80个矩形，这意味着在最坏的情况下，我有6400个物理模拟的物体，这不完全是性能友好，你可以猜到。

我的临时解决方案是在垂直切片中划分网格，这样，对于每一列，使用布尔添加操作添加所有矩形，然后使用生成的凹多边形创建一个主体。它会稍微提高性能，但是多边形容易陷入混乱，变得不存在，阻塞通常应该遍历的方式甚至变得无效并导致Farseer崩溃。

我一直在考虑制作某种算法，以某种方式找到最大的墙壁区域，并将它们合并为一个大矩形，并继续为较小的矩形做这个，直到所有的孔都被填满，但我不知道如何实现这一点。它似乎是完美的解决方案，因为它解决了性能问题以及我现在所拥有的凹形多边形混乱。有没有人知道如何实现这样的东西？

完全停止使用物理引擎并不是一个解决方案，因为我游戏中的很多东西都依赖它。

编辑：这是一个关于身体现在如何看起来的一个小例子:(每个数字都是一个身体）

这就是我希望他们成为的样子：

Answer 1

我可能没有正确理解这个问题，但是让我提出一个算法，我认为这有点暗示解决你的问题。

您的问题始于矩形贪婪，其中正方形免费和非免费。从一开始， free 正方形是我们要用它们构建墙的方格，非自由正方形是空心空间。

1. Foreach free square围绕该方块执行扩展，并查看该方块可以属于的最大区域。通过扩展我的意思是从该广场向所有方向前进，同时可以用免费方块构建一个区域。将这个最大的区域与给定的免费方块相关联。
2. 选择具有最大关联区域的方块，并通过围绕该方块展开来构建合并的墙。属于此合并的方块标记为非自由。如果没有更多的免费方块，则转到第1步。

完成后，您应该将最大可能的墙块组合在一起。

通过围绕 free 方块的扩展来澄清，我的意思是在所有可用方向上从给定方块开始构建假设的最大矩形。

矩阵n*m矩阵的此算法的复杂性直观地围绕O(n*n*m*m)。在实践中，我认为你的数据会很快。请注意，此算法不提供最少数量的对象，而是最大化所有区域的总和（根据您的问题）。我认为，就复杂性而言，最小化身体总数的问题要困难得多。

Answer 2

这是我在我的一个游戏中使用的（不是在C＃中）：

首先创建一个包含实心墙的数组，创建一个类似Wall的结构，其中包含x，y，width和height，很多，每个街区一个。

然后循环遍历它们并合并具有相同y和height的那些，并且是邻居（x₁ + width₁ = x₂）。

然后再次循环，这次使用x代替y（反之亦然），并使用width代替height（反之亦然）。

这未经过优化，但您可以对其进行修改以加快速度。这是我在游戏中使用的实现，对你来说可能太慢了。

运行它会生成38个实体（与您发布的示例中的实体数量相同）：

在最后两个步骤中颠倒顺序会生成36个实体：

Answer 3

使用Farseer时，应使用 EDGES ，而不是使用如此多的实体构建地图/世界/等级，这可能会导致性能问题。

如果您能找到将地图转换为连续顶点坐标列表的方法，可能是跟踪墙并生成列表的算法，那么您可以这样做......

创建1个主体并添加FIRST边缘：

Body dungeon = BodyFactory.CreateEdge(world, start, end);

然后按顺序循环遍历所有其他顶点坐标，然后将每个新边连接到前一个边端坐标。 （按顺序将边缘链接在一起直到完成）

FixtureFactory.AttachEdge(start, end, dungeon);

这导致1个身体而不是35 +。