javascript - 速度太高时碰撞检测失败

标签 javascript collision-detection game-physics vector-graphics physics-engine

当一个(或两个)球的速度非常高时,我在尝试检测两个球之间的碰撞时遇到了这个问题。我想这是一个非常常见的问题,我理解为什么会发生。我的猜测是,解决方案将与衍生品有关,我已经设计了一些东西,但如果有已知的解决方案,我不想“重新发明轮子”。

任何可以照亮我道路的东西都将受到赞赏!

我做了这个非常简单的例子。如果两个球的速度都为 1.5 或 3,它们就会发生碰撞。如果我们使用更高的东西,比如 50,就会失败。

<html>
<head>
  <title>Collision test</title>
</head>
<body>

  <canvas id="canvas"></canvas>

  <script>

    const canvas = document.getElementById("canvas");
    const ctx = canvas.getContext("2d");
    const width = window.innerWidth;
    const height = window.innerHeight-4;
    const center = { x: width/2, y: height/2 };

    canvas.width = width;
    canvas.height = height;

    // Ball Class Definition
    class Ball {
      constructor(x, y, mass, direction, speed, color) {
          this.x = x;
          this.y = y;
          this.vx = (Math.cos(direction) * speed) || 0;
          this.vy = (Math.sin(direction) * speed) || 0;
          this.mass = mass || 1;
          this.radius = mass * 3;
          this.color = color || "#000000";
      }

      update() {
          this.x += this.vx;
          this.y += this.vy;
      }
    }

    let speedA = 1.5;
    let speedB = 1;

    // Create two balls that will collide
    let ballA = new Ball(center.x - 300, center.y, 3, Math.PI*2, speedA, "green");
    let ballB = new Ball(center.x + 100, center.y, 2.2, Math.PI, speedB, "green");


    // Main update/draw function
    function draw() {
      window.requestAnimationFrame(draw);

      ctx.clearRect(0,0, width, height);

      ballA.update();
      ballB.update();


      handleCollisions(ballA, ballB);

      // Draw Ball A
      ctx.beginPath();
      ctx.arc(ballA.x, ballA.y, ballA.radius, 0, Math.PI * 2, false);
      ctx.fillStyle = ballA.color;
      ctx.fill();

      // Draw Ball B
      ctx.beginPath();
      ctx.arc(ballB.x, ballB.y, ballB.radius, 0, Math.PI * 2, false);
      ctx.fillStyle = ballB.color;
      ctx.fill();
    }

    // Detect and handle collision
    function handleCollisions(p1, p2) {
        let xDist, yDist;
        xDist = p1.x -  p2.x;
        yDist = p1.y -  p2.y;

        let distSquared = xDist*xDist + yDist*yDist;

        //Check the squared distances instead of the the distances, same result, but avoids a square root.
        if(distSquared <= (p1.radius + p2.radius)*(p1.radius + p2.radius)){
            let xVelocity = p2.vx - p1.vx;
            let yVelocity = p2.vy - p1.vy;
            let dotProduct = xDist*xVelocity + yDist*yVelocity;

            //Neat vector maths, used for checking if the objects moves towards one another.
            if(dotProduct > 0){
              let collisionScale = dotProduct / distSquared;
              let xCollision = xDist * collisionScale;
              let yCollision = yDist * collisionScale;

              //The Collision vector is the speed difference projected on the Dist vector,
              //thus it is the component of the speed difference needed for the collision.
              let combinedMass = p1.mass + p2.mass;
              let collisionWeightA = 2 * p2.mass / combinedMass;
              let collisionWeightB = 2 * p1.mass / combinedMass;
              p1.vx += collisionWeightA * xCollision;
              p1.vy += collisionWeightA * yCollision;
              p2.vx -= collisionWeightB * xCollision;
              p2.vy -= collisionWeightB * yCollision;
            }
        }

    }

    draw();

    </script>
</body>
</html>

我添加了这个code到 JSBin。

最佳答案

问题在于,碰撞检测是使用球位置之间的距离来完成的,但如果它们移动得太快,那么它们可能会相互“跳跃”,并且永远不会足够近以发生碰撞。检测到。

一种解决方案可能是计算每个球沿此跳跃的点及其各自的时间。然后,比较每个球的点列表,看看是否有一个时间球距离足够近,可以发生碰撞。换句话说,在帧之间插入它们的位置并检查这些插入位置处的冲突。但你必须小心,因为即使球可能会通过足够近的点以进行碰撞,它们也需要大约在同一时间这样做。

如果您不想自己承担这个任务,我确信存在专门用于游戏和物理的 JavaScript 框架或库。我从未与他们打过交道,但 Google 应该知道。

关于javascript - 速度太高时碰撞检测失败,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/43243747/

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