java - 使用 Jbullet 进行 3D java 碰撞检测

Question

所以我花了很长时间尝试从头开始为自己的游戏引擎开发碰撞检测系统，但由于时间不够而没有结果。最后我决定尝试使用 Jbullet 来让事情变得更快。现在文档基本上没用了，而且我在尝试将项目符号代码转移到java时遇到了一些困难(或者我转移的内容不起作用)。我一直在绞尽脑汁地试图搜索库代码，但我所希望的节省时间几乎毫无用处。所以，我将解释一下我在做什么，也许你们可以帮助我。我只是在寻找简单的碰撞检测，就像你撞到了什么东西然后现在只打印一行。剩下的我可能可以自己解决。

所以我创造了我的世界:

BroadphaseInterface broadphase = new DbvtBroadphase();
        CollisionConfiguration collisionConfig = new DefaultCollisionConfiguration();
        Dispatcher dispatcher = new CollisionDispatcher(collisionConfig);
        ConstraintSolver solver = new SequentialImpulseConstraintSolver();
        DynamicsWorld dynamicsWorld = new DiscreteDynamicsWorld(dispatcher, broadphase, solver, collisionConfig);
        return dynamicsWorld;

所以我有我的实体类，其中有另一个类，它存储附加到该实体的物理对象的所有信息。这使我可以简单地执行以下操作:entity.getPhysics().getCollisionObject()/.setPosition() 等...

然后我在该类中创建 CollisionObject:

  List<org.lwjgl.util.vector.Vector3f> mesh = model.getModel().getVertices(); 
            ObjectArrayList<javax.vecmath.Vector3f> vertices = new ObjectArrayList<javax.vecmath.Vector3f>();
            for(org.lwjgl.util.vector.Vector3f vertex:mesh){
                javax.vecmath.Vector3f v = new javax.vecmath.Vector3f(vertex.x, vertex.y, vertex.z);
                vertices.add(v);
            }
            ConvexHullShape shape = new ConvexHullShape(vertices);
            ShapeHull hull = new ShapeHull(shape);
            hull.buildHull(shape.getMargin());
            ConvexHullShape newShape = new ConvexHullShape(hull.getVertexPointer());
            CollisionObject result = newShape; 

我相信这会转换已经制作的网格，我用它来渲染我的实体，来自 LWJGL 库的 Vector3f 和 Jbullets Vector3f。然后它从网格中的这些顶点创建一个 ConvexHullShape，我相信:

hull.buildHull(shape.getMargin());

应该是简化网格(来自文档)。然后我创建碰撞对象。我认为很简单...

我创建了我的刚体(尽管我不确定我需要一个刚体还是只是一个碰撞对象，如果有人能让我知道这是否属实，那就太好了):

//mass = 0, so that there is not any gravity application?
float mass = 0;
        Transform transform = new Transform(new Matrix4f(new Quat4f(rotation.x, rotation.y, rotation.z, 1), position, scale));
        this.transform = transform;
        MotionState state = new DefaultMotionState(transform);
        RigidBodyConstructionInfo info = new RigidBodyConstructionInfo(mass, state, shape);
        RigidBody body = new RigidBody(info);

然后我会执行游戏循环:

dynamicsWorld.stepSimulation(DisplayManager.getFrameTimeSeconds(), 7);
            dynamicsWorld.performDiscreteCollisionDetection();
            dynamicsWorld.setInternalTickCallback(new InternalTickCallback(){

            @Override
            public void internalTick(DynamicsWorld world, float delta) {
                Dispatcher dispatcher = world.getDispatcher();
                int manifoldCount = dispatcher.getNumManifolds();
                for(int i = 0; i < manifoldCount; i ++){
                    PersistentManifold manifold = dispatcher.getManifoldByIndexInternal(i);
                     RigidBody object1 = (RigidBody)manifold.getBody0();
                     RigidBody object2 = (RigidBody)manifold.getBody1();

                     CollisionObject physicsObject1 = (CollisionObject)object1.getUserPointer();
                     CollisionObject physicsObject2 = (CollisionObject)object2.getUserPointer(); 
                      boolean contact = false;
                        javax.vecmath.Vector3f normal = null;
                        for (int j = 0; j < manifold.getNumContacts(); j++) {
                            ManifoldPoint contactPoint = manifold.getContactPoint(j);
                            if (contactPoint.getDistance() < 0.0f) {
                                contact = true;
                                normal = contactPoint.normalWorldOnB;
                                break;
                            }
                        }
                        if (contact) {
                            System.out.println("hit");
                        }
                }
            }

        }, null);

这是我从某人那里得到的...不过我忘了在哪里。所以，基本上没有发生任何事情......我不确定，但也许我必须将对象添加到流形中，或者类似的东西。不知道该怎么做。有什么帮助吗？

编辑: 我现在所做的是将碰撞形状创建为随机大小的盒子:

CollisionShape result = new BoxShape(new Vector3f(10,10,10));

然后我创建幽灵 body :

Transform transform = new Transform(new Matrix4f(new Quat4f(rotation.x, rotation.y, rotation.z, 1), position, scale));
        this.transform = transform;
        transform.origin.set(position);
        GhostObject body = new GhostObject();
        body.setCollisionShape(shape);
        body.setWorldTransform(transform);

那我就按照你说的做了，还是没有返回“hit”；

int overlaps = player.getPhysics().getBody().getNumOverlappingObjects();
            for(int i = 0; i < overlaps; i++){
                //player.getPhysics().getBody().getOverlappingObject(i).
                System.out.println("hit");
            }

编辑2:

因此，我在实体类中创建如下对象:

if(collision){    
physics = new PhysicsEntity(dynamicsWorld, model,new javax.vecmath.Vector3f(position.x, position.y, position.z), new javax.vecmath.Vector3f(rotX, rotY, rotZ), scale);
                physics.updatePosition(new javax.vecmath.Vector3f(position.x, position.y, position.z));
                physics.updateRotation(new javax.vecmath.Vector3f(rotX, rotY, rotZ));
}

并更新位置和内容:

public void increasePosition(float dx,float dy, float dz){
        this.position.x += dx;
        this.position.y += dy;
        this.position.z += dz;
        physics.updatePosition(new javax.vecmath.Vector3f(position.x, position.y, position.z));
    }

    public void increaseRotation(float dx, float dy, float dz){
        this.rotX += dx;
        this.rotY += dy;
        this.rotZ += dz;
        physics.updateRotation(new javax.vecmath.Vector3f(rotX, rotY, rotZ));
    }

好的，这是我的PhysicsEntity 类，我在其中进行了设置:

public PhysicsEntity(DynamicsWorld world, TexturedModel model, Vector3f position, Vector3f rotation, float scale){
        this.model = model;
        this.position = position;
        this.rotation = rotation;
        this.scale = scale;
        shape = createShape();
        body = createBody();
        object = new CollisionObject();
        object.setCollisionShape(shape);
        world.addCollisionObject(body);

    }

    private GhostObject createBody(){
        Transform transform = new Transform(new Matrix4f(new Quat4f(rotation.x, rotation.y, rotation.z, 1), position, scale));
        this.transform = transform;
        transform.origin.set(position);
        GhostObject body = new GhostObject();
        body.setCollisionShape(shape);
        body.setWorldTransform(transform);

        return body;
    }

    private CollisionShape createShape(){
 CollisionShape result = new BoxShape(new Vector3f(10,10,10));


        return result;
    }

    public void updatePosition(Vector3f position){
        transform.origin.set(position);
        body.setWorldTransform(transform);


    }

    public void updateRotation(Vector3f rotation){
        transform.basis.set(new Quat4f(rotation.x, rotation.y, rotation.z, 1));
        body.setWorldTransform(transform);
    }

谢谢

Answer 1

我使用 Bullet 的经验仅限于 C++，但也许我能够提供帮助。你说什么都没有发生是什么意思？物体是否正确地受到重力影响，但没有调用碰撞回调，或者问题是它根本不移动？它显然不会移动，因为它的质量为 0，所以它是静态的。如果您调用，质量为 0 的物体也可以是运动的

body.setCollisionFlags(body .getCollisionFlags() | CollisionFlags.KINEMATIC_OBJECT);  
body.setActivationState(CollisionObject.DISABLE_DEACTIVATION);

静态和运动对象都会检测碰撞，但仅限于动态对象(质量大于 0)。我建议首先使用简单的碰撞形状，例如球体。通过这种方式，您可以验证模拟是否有效。凸包可能很棘手。从简单的事情开始生成一个工作示例。现在介绍碰撞检测方法。当您调用dynamicsWorld.stepSimulation时，所有力都会被应用，并且碰撞检测和解决会发生。因此，在此之后，您可以迭代 PersistentManifolds，就像检查在此模拟步骤中哪些对象相互碰撞一样。现在我不确定，但是当您调用dynamicsWorld.performDiscreteCollisionDetection();时，很可能没有检测到碰撞，因为它们都刚刚解决了。

在几乎所有标准情况下，您都希望使用RigidBody。衣服和幽灵物体等软体是异常(exception)，它们可以用来检测碰撞而不产生任何反应。

编辑。

在不需要碰撞、只需要碰撞检测的情况下，您不需要RigidBody。它可以是静态的、动态的或运动的，这两种情况都不是你的情况。相反，您想使用 GhostObject。它只检测碰撞但不使用react。您可以先调用 getNumOverlappingObjects()，然后调用 getOverlappingObject(int index)，轻松检查它是否与某些内容重叠。

编辑2。

看来您正确创建了对象。假设转换是正确的并且对象确实应该重叠，您可能会缺少的是 dynamicsWorld.addCollisionObject(body); 我第一眼就错过了这一点，但看起来您只创建了对象，但没有创建对象将其添加到世界中，以便子弹引擎不知道它的存在。

编辑3。

好的，还有一些建议只是为了确保检测到碰撞。您创建了多少物理对象(幽灵或刚体)并将其添加到世界中(使用dynamicsWorld.add...)？如果只有一个，显然无法检测到碰撞。子弹不会与场景几何体碰撞物理对象，而只会与另一个物理对象碰撞。您可以发布您在哪里创建和移动这些对象的代码吗？

编辑。

所以你已经发布了创建PhysicsEntity的函数，但我仍然不知道你创建了多少个实体以及使用什么参数。有必要检查它们的世界坐标并验证它们是否真的应该发生碰撞。

您对四元数的使用有点令人不安。您可能分别传递参数 x,y,z 作为 x,y,z 轴的旋转。事情不是这样的。我建议使用其他构造函数，它将旋转轴和角度作为参数。

因为代码和问题非常复杂，我在您发布的代码中看不到直接原因，我建议使用调试器并单步执行代码以查看所有对象是否都正确初始化，他们的位置符合预期，最后进入碰撞代码看看为什么它没有发生。