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HGE引擎學習筆記1 : 如何模擬物理碰撞

編輯：關於C

模擬物理碰撞要解決的幾個問題:

1.怎樣模擬速度的變化?
設置一個摩擦系數friction(0<friction<1.0)和響應用戶按鍵之後的一個X坐標單時間片增量dx,一個Y坐標單時間片增量dy,每隔一個時間片dx *= friction; dy *= friction;只要參數設置得當,看起來就會覺得速度自然地減慢.因為我們所用的浮點數的數據類型的精度限制,物體在經過一定數量時間片後就會停下來.

2.怎樣模擬碰撞?
每個時間片處理過程中,判斷物體的邊緣坐標加上dx與dy後有沒有超過屏幕邊緣,如果超過,則采取一定的策略重新設置物體坐標讓其在正常范圍內,如X軸超過,則對dx取反;如Y軸超過,則對dy取反.計算好坐標之後再進行繪圖.

3.碰撞過程中的聲音處理
這裡涉及到音量,左右聲道,播放速度.對音量和播放速度可以按照場景來設置,可以考慮根據X,Y坐標作為其中一個參數.左右聲道比較合理的處理方案是根據窗口寬度和物體X坐標來決定左右聲道的混合比例.

WINDOWS SDK窗口對此過程的模擬(僅摹仿了速度和碰撞等,對聲音的相關處理貌似比較復雜,還沒搞清楚怎麼寫.由於是做個簡單DEMO,並沒有加入多線程等技術,所以程序裡的坐標等數據的同步並不精准,上,下,左,右鍵最好是短暫地點一下即松開,連著按的話會出現速度的突兀變化):
[cpp]
/**
* FILE : collision.cpp
* 功能 : 模擬一個小球在一個封閉區域內的碰撞等活動
* 作者 : mzlogin ( http://blog.csdn.net/mzlogin )
* 聲明 : 版權沒有盜版不究
*/

#include <windows.h>

float x = 100.0f;    // 球的中心點X坐標
float y = 100.0f;    // 球的中心點Y坐標
float speed = 10.0f;    // 球響應按鈕後的初始速度
float friction = 0.99f; // 球與地面的摩擦系數
float dx = 0.0f;    // X軸增量
float dy = 0.0f;    // Y軸增量

LRESULT CALLBACK MainWndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, PSTR szCmdLine, int nCmdShow)
{
    WNDCLASS wc;
    MSG msg;
    HWND hWnd;

    if( !hPrevInstance )
    {
        wc.lpszClassName = "GenericAppClass";
        wc.lpfnWndProc = MainWndProc;
        wc.style = CS_OWNDC | CS_VREDRAW | CS_HREDRAW;
        wc.hInstance = hInstance;
        wc.hIcon = LoadIcon( NULL, IDI_APPLICATION );
        wc.hCursor = LoadCursor( NULL, IDC_ARROW );
        wc.hbrBackground = (HBRUSH)( COLOR_WINDOW+1 );
        wc.lpszMenuName = "GenericAppMenu";
        wc.cbClsExtra = 0;
        wc.cbWndExtra = 0;

        RegisterClass( &wc );
    }

    hWnd = CreateWindow( "GenericAppClass",
            "Happy Ball",
            WS_OVERLAPPEDWINDOW & (~WS_MAXIMIZEBOX) & (~WS_THICKFRAME),
            100,
            100,
            800,
            600,
            NULL,
            NULL,
            hInstance,
            NULL
            );

    ShowWindow( hWnd, nCmdShow );

    while( GetMessage( &msg, NULL, 0, 0 ) ) {
        TranslateMessage( &msg );
        DispatchMessage( &msg );
    }

    return msg.wParam;
}

LRESULT CALLBACK MainWndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    static PAINTSTRUCT ps;
    static HDC hDC;
    static HBRUSH hBrush;
    static RECT rect;
    GetClientRect(hwnd, &rect);
    const int nRadius = 16;

    switch (message)
    {
        case WM_CREATE:
            SetTimer(hwnd, 1, 5, NULL);
            hBrush = CreateSolidBrush(RGB(0,0,0));
            return 0;

        case WM_PAINT:
            hDC = BeginPaint(hwnd, &ps);
            SelectObject(hDC, hBrush);
            Ellipse(hDC, x - nRadius, y - nRadius, x + nRadius, y + nRadius);
            EndPaint(hwnd, &ps);
            break;

        case WM_KEYDOWN:
            switch (wParam)
            {
                case VK_UP:
                    dy -= speed;
                    break;
                case VK_DOWN:
                    dy += speed;
                    break;
                case VK_LEFT:
                    dx -= speed;
                    break;
                case VK_RIGHT:
                    dx += speed;
                    break;
            }
            break;

        case WM_TIMER:
            dx *= friction;
            dy *= friction;
            x += dx;
            y += dy;
            if (x > rect.right - nRadius) { x = (rect.right - nRadius) - (x - (rect.right - nRadius)); dx = -dx; }
            if (x < nRadius) { x = nRadius + nRadius - x; dx = -dx; }
            if (y > rect.bottom - nRadius) { y = rect.bottom - nRadius - (y - (rect.bottom - nRadius)); dy = -dy; }
            if (y < nRadius) {y = nRadius + nRadius - y; dy = -dy; }
            InvalidateRect(hwnd, &rect, TRUE);

            break;

        case WM_DESTROY:
            KillTimer(hwnd, 1);
            DeleteObject(hBrush);
            PostQuitMessage(0);
            return 0;
    }
    return DefWindowProc(hwnd, message, wParam, lParam);
}