打砖块物理学（弹丸物理模拟）

Question

我有一个滑块，其速度我通过每个刻度位置之间的差异计算（由于通过触摸屏使用它有时可能很大，所以也许我应该将它夹在一些任意数字以避免其中一些问题？）

我有一个具有3维方向向量和速​​度的球。

当球与滑块碰撞时，我在Z轴上反转其方向（远离滑块），然后使用滑块速度来操纵其X（左 - 右）方向。这样：

ball.direction.x += (slider_friction * slider_velocity)

现在球的更新如下：

velocity = ball.velocity * time
ball.direction.normalise()
ball.position = ball.direction * ball.velocity

这似乎很有效，除了在某些情况下，任何球轴似乎都很可能等于零，导致它在某些情况下永远不会返回到滑块。什么是一个很好的解决方案？什么是与块碰撞时处理块响应的好方法？它应该返回到以正确的角度弹跳，还是应该保持反射与滑块应用的相同的弹跳修改器？此外，对于这种射弹模拟的任何其他物理技巧都将不胜感激。

Answer 1

嗯，这是一个很好的问题;问题是，一个很好的解决方案（即看起来和感觉就像真实物理一样）是一个使用真实物理的天生的解决方案。幸运的是，这个问题中的大部分牛顿物理都可以很容易地简化。请原谅我，如果我过于冗长，但物理学往往会对你这么做。

因此，为了定义问题，这是一个有弹性的（如在没有能量被吸收的情况下）一个arkanoid球和一个桨之间的碰撞。首先，由于你显然已经完成了垂直动作，我不会关心它。所以接下来是关于collsions的水平组成部分。

桨叶将一定量的水平动量传递给球（尽管由于这是打砖块物理学，桨叶本身没有动量：P）。这可以通过两种方式接收 - 通过使球旋转，并通过给球一些水平动量（显然，如果球已经具有水平动量或旋转，增加的动量将是......好的，添加）。

delta动量+ delta角动量=动量桨给出

当然，使用momenta可能会很烦人，因为你真的不需要。我会假设球和桨具有恒定的质量（也就是说，球不会突然变得更重，尽管你可以很容易地使用它），因为那样你就可以将每个球的质量从你的动量方程中分解出来。那么，

delta水平速度+ delta角速度=桨速度*桨的质量/球的质量

要获得一个你可以使用的方程式，你必须设置从桨中进入旋转的动量有多少，以及进入球的运动量。例如，

mass_factor = 2 # ratio between paddle and ball masses
angular_factor = 0.3 # the amount of the paddle's movement which will go into the ball's spin

# and now for the bouncy-bouncy

ball.hVel += (1 - angular_factor) * paddle.hVel * mass_factor * friction or whatever
ball.spin += angular_factor * paddle.hVel * mass_factor * friction or whatever
ball.vVel = - ball.vVel # of course, its vertical velocity reverses

这足以设置一个准逼真的弹跳，​​但是一个金块仍然存在（你不需要加入，但是它会使你的打砖块惊人） - 旋转的所有事情会发生什么？可以通过某种方式使用旋转来获得更有趣的反弹吗？

所以，回顾一下，你的旋转是球的外围相对于中心移动的速度。事实上，只要一个旋转的球在静止的情况下反弹，它的旋转就会发生变化。如果旋转球撞击静止表面，则bal在与其旋转相反的方向上（如果在接触点处测量旋转）稍微“踢”，并且旋转将改变。

#Upon collision with a surface (assumed horizontal, with the ball above the surface)
ball.hVel += -(ball.Avel * rate) # Where "rate" is the ratio which determines how much angular velocity decays with each bounce
ball.Avel *= 1 - rate # So the angular velocity decays properly

由于角速度是旋转对称的，你只需要处理不同角度的碰撞（墙上的球，天花板上的球）作为旋转。

Phew，这是无意中啰嗦，而且还远未完成，但它足以回答你的问题恕我直言。