检测与线的碰撞并限制移动

Question

我正在 Java 中与 libGDX 一起制作游戏。我正在尝试进行碰撞检测。正如您在图像中看到的，我有一条线，它是一堵墙和一个具有指定半径的玩家。期望位置是玩家试图进入的下一个位置。但是因为有一堵墙，他被放置在速度矢量上的实际位置，但更接近上一个位置。我想弄清楚如何检测到更近的位置？

我的尝试：

private void move(float deltaTime) {
    float step;
    beginMovementAltitude();
    if (playerComponent.isWalking())
        step = handleAcceleration(playerComponent.getSpeed() + playerComponent.getAcceleration());
    else step = handleDeacceleration(playerComponent.getSpeed(), playerComponent.getAcceleration());
    playerComponent.setSpeed(step);
    if (step == 0) return;
    takeStep(deltaTime, step, 0);
}
private void takeStep(float deltaTime, float step, int rotate) {
    Vector3 position = playerComponent.getCamera().position;
    float x = position.x;
    float y = position.y;
    int radius = playerComponent.getRadius();
    auxEnvelope.init(x, x + radius, y, y + radius);
    List<Line> nearbyLines = lines.query(auxEnvelope);
    float theta;
    int numberOfIntersections = 0;
    float angleToMove = 0;
    Gdx.app.log(step + "", "");
    for (Line line : nearbyLines) {
        VertexElement src = line.getSrc();
        VertexElement dst = line.getDst();
        auxVector3.set(playerComponent.getCamera().direction);
        auxVector3.rotate(Vector3.Z, rotate);
        float nextX = x + (step * deltaTime) * (auxVector3.x);
        float nextY = y + (step * deltaTime) * playerComponent.getCamera().direction.y;
        float dis = Intersector.distanceLinePoint(src.getX(), src.getY(), dst.getX(), dst.getY(), nextX, nextY);
        boolean bodyIntersection = dis <= 0.5f;
        auxVector21.set(src.getX(), src.getY());
        auxVector22.set(dst.getX(), dst.getY());
        auxVector23.set(nextX, nextY);
        if (bodyIntersection) {
            numberOfIntersections++;
            if (numberOfIntersections > 1) {
                return;
            }
            theta = auxVector22.sub(auxVector21).nor().angle();
            float angle = (float) (180.0 / MathUtils.PI * MathUtils.atan2(auxVector23.y - position.y, auxVector23.x - position.x));
            if (angle < 0) angle += 360;
            float diff = (theta > angle) ? theta - angle : angle - theta;
            if (step < 0) step *=-1;
            angleToMove = (diff > 90) ? theta + 180 : theta;
        }
    }
    if (numberOfIntersections == 0) {
        moveCameraByWalking(deltaTime, step, rotate);
    } else {
        moveCameraInDirection(deltaTime, step, angleToMove);
    }
}

Answer 1

想法是找到对象中心路径与圆半径移动的线的交点，参见该图。

首先，你需要找到一个normal到线。具体怎么做，要看直线是怎么定义的，如果是两点定义，公式就是

nx = ay - by
ny = bx - ax

如果直线是由正则方程定义的，那么 x 和 y 处的系数定义正态，如果我没记错的话。

找到法线后，我们需要对其进行归一化 - 通过将坐标除以矢量长度将长度设置为 1。设为n.

然后，我们将在线上的起点、期望点和随机选择的点投影到n，将它们视为radius vectors。

向量a到向量b的投影是

project (a, b) = scalar_product (a, b) / length (b)**2 * b

但是由于b是n，长度等于1，我们不会应用除法，而且我们只想找到长度结果，我们不乘以 b。所以我们只计算 scalar product 和 n 对于上述三个点中的每一个，得到三个数字，让 s 作为起点的结果, d 为想要的点, l 为线上选择的点.

那么我们应该将l修改为圆的半径：

if      (s < d) l -= r;
else if (s > d) l += r;

如果s = d，你的物体沿着直线平行移动，所以直线不能阻碍它的运动。这是极不可能的情况，但应该处理。

此外，这很重要，如果 l 最初在 s 和 d 之间，但之后在此期间不再进行修改，这是您可能想要处理的特殊情况（例如限制对象移动）

此外，您应该计算 (d - s) / (l - s)。

如果结果大于或等于1，对象将不会到达直线。
如果结果介于 0 和 1 之间，则线条会阻碍移动，结果表示对象将完成的部分路径。 0.5 表示对象将在中途停止。
如果结果为负，则表示线在物体后面，不会阻碍运动。

请注意，当使用浮点数时，结果不会非常精确，这就是我们处理这种特殊情况的原因。如果您想完全防止这种情况发生，请组织循环并尝试近似，直到达到所需的精度。

检测与线的碰撞并限制移动

Detect collision with lines and limit movement

java

2d

collision-detection

libgdx