不使用物理引擎，自己動手做真實物理的模擬投籃游戲

? ?最近打算做一個2D投籃游戲，由于對于BOX2D等物理引擎并不熟悉，加之一開始低估了游戲所需要的碰撞檢測復雜度，認為僅僅涉及4面墻，籃球，籃板，籃筐，籃網的碰撞檢測并不復雜。因此決定自己實現所需要的碰撞檢測。結果實際開始做時磕磕碰碰遇到了許多問題。

? ? 1、如何實現像素級碰撞檢測。

? ?as3原生的hitTestObject只能檢測矩形，對于圓形等其他形狀就不適用了；打算用hitTestPoint來檢測籃球與籃板四個邊角，籃筐前后框點，在實踐嘗試中發現是有問題的，在涉及物體旋轉的情況下檢測就不精確了。因此只能自己實現像素級碰撞檢測。在網上查找了許多資料，終于找到比較好的解決思路：利用疊加模式檢測兩物體不透明像素部分。

　　　分享一位國外大牛寫的不規則物體像素級碰撞檢測算法及詳解

　2、計算碰撞物體的反彈速度及方向。

? ?我們可以常見的使用BOX2D等物理引擎實現的游戲，如桌球游戲，球與球相撞、球與桌的相撞，根據碰撞角度不同，反彈速度和方向也是不同的。把事情交給物理引擎解決，當然是高枕無憂，如果想自己計算出反彈速度及方向。那就不僅是寫寫代碼的問題，而是要通過數學、物理來解決。基本該問題分為兩部分解決：

　　a）恢復現場：由于物體的移動是按幀改變的，所以物體位置變化不是連續的，而是離散的。當碰撞發生時，兩物體已經相交重疊了，而實際計算反彈速度和方向，需要在物體剛剛相碰撞一刻的情況下進行。因此需要將兩物體合理地恢復到剛剛碰撞的位置。實際物理引擎的處理非常復雜，而本游戲則是采用簡單方法處理。將球按反速度一點點回退，直到球與碰撞點的距離剛好為球的半徑。

　　b）利用向量原理計算反彈速度及方向。實話說，自己憑空想的話怎么也想不到是通過向量的思路得出答案。剛開始做時琢磨了很久，查了一些資料，終于在一個帖子找到答案，這不就是高中學的空間向量嘛？赤果果的數學題啊~~

　　向量幾何在游戲編程中的使用

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我們現在的任務是：已知物體的速度向量S和邊界向量b，求它的反射向量F。我們先來看一下在碰撞過程中都有哪些向量關系：

設b是障礙向量，S是入射速度向量，F是反射速度向量，也就是我們要計算的向量。A是入射角度，A'是反射角度，A=A'。N是b的法向量，即N垂直于b。n是與N共線的向量，n'是N方向的單位向量。T是垂直于N的向量。根據向量加法，現在有關系：

(1) S + n = T
(2) n + T = F

合并，得
F = 2*T - S?

又已知T = S + n，

最終得 F = 2(S + n) - S = S - 2n

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實際寫代碼是，Sx，Sy，nx，ny都是可以計算出來的，通過公式最終求出Fx，Fy。

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3、畫出瞄準線。

　　許多主流投籃類游戲都能在籃球投出前畫出瞄準線。說下實現思路。根據鼠標按下時的位置和當前位置可計算出初始速度和方向。既然知道了速度，就可根據時間計算距離。因此可計算投出后每隔一段時間后(如每隔0.1s)，小球的舞臺坐標，并依次draw出一個個點，看起來就是一條瞄準線。有個必須要注意的細節。畫點的時候，要考慮重力對于垂直速度的改變。并且改變值要與實際小球渲染時的速度改變相同。如渲染時每隔0.1s計算一次重力因素對垂直速度的改變。在瞄準畫線時也需要每隔0.1s改變一次垂直速度。只有這樣，瞄準線才是正確的。

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實現過程折騰了很久，解決了以上問題后終于使投籃過程顯得比較真實。盡管如此，這樣一個自己現實的簡單碰撞檢測，使用很局限，游戲玩法稍微深挖，像要在場景加入新的物體，就無法勝任了。最終學習了下BOX2D發現也不復雜，還是改成用Box2d物理引擎來做，通過筆者一番蛋疼的折騰后也證實，如果想要認認真真做一個物理游戲，用物理引擎才是正確的做法，把專業任務講給專業的系統去處理。

這里分享自己做這個小游戲的經驗，存當拋磚引玉，希望有人碰到某些特定需求，可以用上這些技巧。

游戲源碼下載地址：

不使用物理引擎，自己動手做真實物理的模擬投籃游戲

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