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Question

我目前正在为Win32 API和c ++中的编程课程编写一个小球物理引擎。我已经完成了GDI backbuffer渲染器和整个GUI（需要调整的几件事），但我已接近完成。最后的唯一重大障碍是球与球之间的碰撞（但我可以自己解决这个问题），但最重要的问题就是球的弹跳。会发生什么事情，我扔了一个球，它真的下降，但一旦它反弹它会反弹高于我释放它的点？有趣的是，只有在低于一定高度时才会发生。这部分是物理代码：（如果您需要更多代码或解释，请询问，但如果您可以查看我的代码，我将非常感谢。）

#void RunPhysics(OPTIONS &o, vector<BALL*> &b)
{ 
    UINT simspeed = o.iSimSpeed;
    DOUBLE  DT; //Delta T
    BOOL bounce; //for playing sound

    DT= 1/o.REFRESH;

    for(UINT i=0; i<b.size(); i++)
    {
        for(UINT k=0; k<simspeed; k++)
        {           
            bounce=false;

            //handle the X bounce
            if( b.at(i)->rBall.left <= 0 && b.at(i)->dVelocityX < 0 ) //ball bounces against the left wall
            {
                b.at(i)->dVelocityX = b.at(i)->dVelocityX * -1 * b.at(i)->dBounceCof;
                bounce=true;
            }
            else if( b.at(i)->rBall.right >= SCREEN_WIDTH && b.at(i)->dVelocityX > 0) //ball bounces against the right wall
            {           
                b.at(i)->dVelocityX = b.at(i)->dVelocityX * -1 * b.at(i)->dBounceCof;
                bounce=true;
            }
            //handle the Y bounce
            if( b.at(i)->rBall.bottom >= SCREEN_HEIGHT && b.at(i)->dVelocityY > 0 ) //ball bounces against the left wall
            {
                //damping of the ball
                if(b.at(i)->dVelocityY < 2+o.dGravity/o.REFRESH)
                {
                    b.at(i)->dVelocityY = 0;
                }

                //decrease the Velocity of the ball according to the bouncecof
                b.at(i)->dVelocityY = b.at(i)->dVelocityY * -1*b.at(i)->dBounceCof;
                b.at(i)->dVelocityX = b.at(i)->dVelocityX * b.at(i)->dBounceCof;

                bounce=true;
            }


            //gravity
            b.at(i)->dVelocityY += (o.dGravity)/o.REFRESH;
            b.at(i)->pOrigin.y += b.at(i)->dVelocityY + (1/2)*o.dGravity/o.REFRESH*DT*METER; 
            //METER IS DEFINED GLOBALLY AS 100 which is the amount of pixels in a meter

            b.at(i)->pOrigin.x += b.at(i)->dVelocityX/o.REFRESH*METER; 

            b.at(i)->UpdateRect();
        }
    }
    return;
}

Answer 1

您正在使用Euler积分方法。您的时间步长（DT）可能太大。更新Y坐标的行似乎也有错误：

  b.at(i)->pOrigin.y += b.at(i)->dVelocityY + (1/2)*o.dGravity/o.REFRESH*DT*METER;

您已经将重力添加到速度，因此您无需将其添加到位置，也不会将速度乘以DT。它应该是这样的：

  b.at(i)->pOrigin.y += b.at(i)->dVelocityY * DT;

此外，对于单位（使用METER的方式）似乎存在一些混淆。

Answer 2

好的，这里有一些事情。

对于左墙和右墙反弹，您有不同的代码路径，但代码是相同的。结合这些代码路径，因为代码是相同的。

关于你的基本问题：我怀疑你的问题源于你在施加任何阻尼力/反弹力后施加重力的事实。

Answer 3

你什么时候打电话给RunPhysics？在计时器循环中？此代码只是一个近似值，没有精确计算。在delta t的短间隔内，球已经改变了他的位置和速度，这在你的算法中没有考虑并且几乎没有错误。你必须计算直到球击中地面并预测变化的时间。

并且重力已包含在速度中，因此请勿在此处添加两次：

b.at(i)->pOrigin.y += b.at(i)->dVelocityY + (1/2)*o.dGravity/o.REFRESH*DT*METER;

顺便说一句：将b.at（i）保存在一个临时变量中，这样就不必在每行中重新计算它。

Ball* CurrentBall = b.at(i);

Answer 4

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感谢所有精彩的回复，它真的帮了我很多！你给出的答案确实是正确的，我的一些公式是错的，并且可以完成一些代码优化，但没有一个真正解决问题。所以我只是坐下来拿着一张纸，开始计算我手工编程得到的每一个价值，花了我两个小时：O但我确实找到了解决问题的方法：问题是，当我更新我的速度（更正的代码）时，我得到一个十进制值，没有问题。后来我通过将速度乘以Delta T来增加Y中的位置，这是一个非常小的值。结果是需要添加的小值。现在的问题是，如果在Win32中绘制Elipse（），则点为LONG，因此所有小数值都将丢失。这意味着只有经过一段很长的时间后，当值的速度开始从小数值开始出现时会发生一些事情，并且随之而来的是，你丢球越高，结果越好（我的一个症状）解决方案这个问题非常简单，给我的Ball类增加了一个额外的DOUBLE值，其中包含了我球的真实位置（包括小数）。在RenderFrame（）期间，您只需取双倍的底面或天花板值来绘制椭圆，但对于所有计算，您使用Double值。再次感谢所有回复，STACKOVERFLOW PEOPLE ROCK !!!

Answer 5

如果你的dBounceCof是＆gt; 1然后，是的，你的球将反弹更高。我们没有能够回复您问题的所有值。

Answer 6

我不认为你的立场方程是正确的：

 b.at(i)->dVelocityY += (o.dGravity)/o.REFRESH;

这是v=v0+gt - 虽然我写的是dGravity*DT而不是dGravity/REFRESH_FREQ，但这似乎很好。

 b.at(i)->pOrigin.y += b.at(i)->dVelocityY + (1/2)*o.dGravity/o.REFRESH*DT*METER;

但这似乎是关闭的：它与p = p0+v + 1/2gt^2等效。

你应该乘以速度*时间以使单位正确
您正在按像素/米来缩放重力项，而不是速度项。因此，应该乘以METER
您在更新速度时已经考虑了重力的影响，因此您无需再次添加重力项。

Answer 7

感谢您的快速回复！对不起，我应该更清楚，RunPhysics正在PeekMessage之后运行。我还添加了一个帧限制器，确保每秒不再进行计算，而不是监视器的刷新率。因此，我的dleta因刷新率而下降1秒。也许我的DT实际上太小而无法计算，虽然这是一个双重值???我的恢复原状可以调整，但从0.9开始

Answer 8

你需要在弹跳时重新计算你的位置，以确保你从墙上的正确位置反弹。

即。解决弹跳发生时的确切时间点，并根据方向变化计算新的速度/位置（部分计算到“框架”），以确保您的球不会“超出”墙壁，越来越多每次反弹。

W.r.t。时间步骤，您可能需要查看my answer here。

Answer 9

在刚体模拟中，您需要在碰撞瞬间运行积分，然后调整速度以避免在碰撞时穿透，然后恢复积分。这是一种瞬间的克服，可以涵盖刚体是近似的事实。（真正的球在碰撞过程中会变形。这很难建模，而且对于大多数用途来说都是不必要的。）

您将这两个步骤结合起来（整合力量并解决碰撞）。对于你所展示的简单模拟，在你处理垂直反弹的任何迭代中跳过重力位可能就足够了。

在更高级的模拟中，您将在实际碰撞实例中拆分包含碰撞的任何间隔（dt）。积分到碰撞，然后解决碰撞（通过调整速度），然后积分剩余的间隔。但这对你的情况看起来有点过分了。

弹跳球不符合能量守恒规则

9 个答案:

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