我知道这个标题让人大跌眼镜,但它主要是一个副作用问题。我正在编写一个 Android 应用程序,我可以将它与我在物理课上学习的数学一起使用。这是一个 2D 弹跳球应用程序。我正在使用时间校正的 Verlet 积分器,在屏幕底部的地板上有一个脉冲。我正在添加摩擦力和弹力,以便球最终达到 0 速度。
当球停在地板上并且发生“显着”时间步长变化时,问题就出现了。积分器完美地调整速度并最终在地板上发射脉冲。当速度的 abs 值大于 2.5 时,脉冲会触发。 Android 的 GC 通常会导致时间调整 -18 速度。
感谢任何帮助。我意识到代码结构可能会更好,但我只是为了好玩而尝试可视化和应用物理学。谢谢。
// The loop
public void run() {
if(mRenderables != null) {
final long time = SystemClock.uptimeMillis();
final long timeDelta = time - mLastTime;
if(mLastTime != 0) {
final float timeDeltaSeconds = timeDelta / 1000.0f;
if(mLastTimeDeltaSec != 0) {
for(short i = 0; i < mRendLength; i++) {
Ball b1 = mRenderables[i];
// Acceleration is gauged by screen's tilt angle
final float gravityX = -mSV.mSensorX * b1.MASS;
final float gravityY = -mSV.mSensorY * b1.MASS;
computeVerletMethod(b1, gravityX, gravityY, timeDeltaSeconds, mLastTimeDeltaSec);
}
}
mLastTimeDeltaSec = timeDeltaSeconds;
}
mLastTime = time;
}
}
/*
* Time-Corrected Verlet Integration
* xi+1 = xi + (xi - xi-1) * (dti / dti-1) + a * dti * dti
*/
public void computeVerletMethod(Renderable obj, float gravityX, float gravityY, float dt, float lDT) {
mTmp.x = obj.pos.x;
mTmp.y = obj.pos.y;
obj.vel.x = obj.pos.x - obj.oldPos.x;
obj.vel.y = obj.pos.y - obj.oldPos.y;
// Log "1." here
resolveScreenCollision(obj);
obj.pos.x += obj.FRICTION * (dt / lDT) * obj.vel.x + gravityX * (dt * dt);
obj.pos.y += obj.FRICTION * (dt / lDT) * obj.vel.y + gravityY * (dt * dt);
obj.oldPos.x = mTmp.x;
obj.oldPos.y = mTmp.y;
// Log "2." here
}
// Screen edge detection and resolver
public void resolveScreenCollision(Renderable obj) {
final short xmax = (short) (mSV.mViewWidth - obj.width);
final short ymax = (short) (mSV.mViewHeight - obj.height);
final float x = obj.pos.x;
final float y = obj.pos.y;
// Only testing bottom of screen for now
if (y > ymax) {
// ...
} else if (y < 0.5f) {
if(Math.abs(obj.vel.y) > 2.5f) {
float imp = (obj.MASS * (obj.vel.y * obj.vel.y) / 2) * obj.RESTITUTION / obj.MASS;
obj.vel.y += imp;
// Log "bounce" here
} else {
obj.vel.y = obj.pos.y = obj.oldPos.y = mTmp.y = 0.0f;
}
}
}
当球停在地板上并突然产生冲动时输出 (参见“日志”注释的代码)
1. vel.y: -0.48258796
2. pos.y: -0.42748278 /oldpos.y: 0.0 /dt: 0.016 /ldt: 0.017
1. vel.y: -0.42748278
dalvikvm GC_FOR_MALLOC freed 8536 objects / 585272 byte s in 74ms
2. pos.y: -0.48258796 /oldpos.y: 0.0 /dt: 0.017 /ldt: 0.016
1. vel.y: -0.48258796
2. pos.y: -18.061148 /oldpos.y: 0.0 /dt: 0.104 /ldt: 0.017
1. vel.y: -18.061148
bounce imp: 124.35645
2. pos.y: 13.805508 /oldpos.y: -18.061148 /dt: 0.015 /ldt: 0.104
最佳答案
你不应该使用基于之前计算发生的时间的时间步长,因为如果你还没有这样的话,这可能会导致诸如此类的问题和碰撞检测中的错误。相反,对于每次更新,您应该为每次更新设置一个“时间 block ”或最大时间量。例如:假设您想要 30fps 并且在纳秒内大约为 33333333。所以 33333333 = 1 个时间 block 。那么你可以做一个 while 循环
long difftime = System.nanoTime() - lastTime;
static long fpstn = 1000000000 / 30;
static int maxtimes = 10;// This is used to prevent what is commonly known as the spiral of death: the calcutaions are longer that the time you give them. in this case you have to increase the value of a base timechunk in your calculations
for (int i = 0; i < maxtimes; i++) {
if (difftime >= fpstn) {
world.updateVerlet(1);
} else {
world.updateVerlet((float)diffTime / (float)fpstn);
}
difftime -= fpstn;
if (difftime <= 0)
break;
}
关于java - 如何使用 Verlet 积分器避免因时间步长变化而产生的不需要的额外速度,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/4913269/