ios - 自定义 UIFieldBehavior 中的意外加速

Question

我正在创建一个自定义字段，以在用户执行平移手势后减慢对象的运动速度。使用正常的摩擦力会使物体感觉太滑，因此我尝试应用 Spring 物理来代替摩擦力。

我有一个函数似乎可以正确计算我正在寻找的行为。

extension UIFieldBehavior {
    static func dampingField(_ constant: CGFloat) -> UIFieldBehavior {
        return UIFieldBehavior.field { field, position, velocity, mass, charge, time in
            let speed = sqrt(pow(velocity.dx, 2) + pow(velocity.dy, 2))
            let angle = acos(velocity.dx / speed)
            let force = -constant * speed
            guard angle.isNaN == false, force.isNaN == false
                else { return .zero }
            return  CGVector(dx: cos(angle) * force, dy: sin(angle) * force)
        }
    }
}

但是，垂直运动的表现并不符合我的预期。任何朝向引用 View 顶部的运动都会导致对象加速得更快。

我玩三角学有一段时间了，但我很困惑。有an example swift playground在 GitHub 上演示了这个问题。

我在数学中忽略了什么？

Answer 1

答案确实是在梦中出现的，哈哈。

意想不到的行为是负 y 方向上的力本应为正，但却变成了负，导致最终速度的绝对值增加。

果然，添加检查以确保力的 y 分量始终具有与给定速度的 y 分量相反的符号解决了问题。

var vector = CGVector(dx: cos(angle) * force, dy: sin(angle) * force)
if vector.dy.sign == velocity.dy.sign {
    vector.dy *= -1
}
return vector

试图思考为什么只有 y 分量被错误地签名，我注意到角度是相对于 x 轴计算的。

let angle = acos(velocity.dx / speed)

我想我应该尝试根据相对于 y 轴的角度来计算 y 坐标的力，这也解决了问题。

return CGVector(dx: cos(angle) * force, dy: sin(asin(velocity.dy / speed)) * force)

思考了一下，我意识到，因为 asin 和 acos 是 sin 和 cos 分别，可以减少代码以完全删除 sin 和 cos 的使用。

return CGVector(dx: velocity.dx / speed * force, dy: velocity.dy / speed * force)

实际上，我根本不需要将三角学引入其中，因为对向量分量的操作相当于对向量本身的操作。现在我的力量按预期工作并且更容易推理。

extension UIFieldBehavior {
    static func dampingField(_ constant: CGFloat) -> UIFieldBehavior {
        return UIFieldBehavior.field { field, position, velocity, mass, charge, time in
            return  CGVector(dx: -constant * velocity.dx, dy: -constant * velocity.dy)
        }
    }
}