3.5.2 碰撞

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小牛编辑

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2023-12-01

你是否看到过车祸？是否跟什么物体相撞过？就像车的相撞一样，刚体对象也可以互相碰撞，当它们互相接触的时候，就认为发生了碰撞。当碰撞发生时，会触发一系列事件，它可以被完全忽略。

碰撞筛选

碰撞筛选允许你启用或者阻止形状之间碰撞的发生，引擎支持使用类型，组位掩码来进行碰撞筛选。

Cocos2d-x 有 32 个支持的碰撞类型，对于每个形状都可以指定其所属的类型。还可以指定有哪些类型可以与这个形状进行碰撞，这些是通过掩码来完成的。例如：

auto sprite1 = addSpriteAtPosition(Vec2(s_centre.x - 150,s_centre.y));
sprite1->getPhysicsBody()->setCategoryBitmask(0x02);    // 0010
sprite1->getPhysicsBody()->setCollisionBitmask(0x01);   // 0001

sprite1 = addSpriteAtPosition(Vec2(s_centre.x - 150,s_centre.y + 100));
sprite1->getPhysicsBody()->setCategoryBitmask(0x02);    // 0010
sprite1->getPhysicsBody()->setCollisionBitmask(0x01);   // 0001

auto sprite2 = addSpriteAtPosition(Vec2(s_centre.x + 150,s_centre.y),1);
sprite2->getPhysicsBody()->setCategoryBitmask(0x01);    // 0001
sprite2->getPhysicsBody()->setCollisionBitmask(0x02);   // 0010

auto sprite3 = addSpriteAtPosition(Vec2(s_centre.x + 150,s_centre.y + 100),2);
sprite3->getPhysicsBody()->setCategoryBitmask(0x03);    // 0011
sprite3->getPhysicsBody()->setCollisionBitmask(0x03);   // 0011

}

你可以通过检查判断类型和掩码来确定碰撞的发生：

if ((shapeA->getCategoryBitmask() & shapeB->getCollisionBitmask()) == 0
   || (shapeB->getCategoryBitmask() & shapeA->getCollisionBitmask()) == 0)
{
   // shapes can't collide
   ret = false;
}

碰撞组允许你指定一个完整的组索引，你可以让具有相同组索引的形状总是一直碰撞（正索引）或者一直不碰撞（负索引和零索引）。对于组索引不同的形状。可以根据类型和掩码进行筛选，也就是说，组筛选比类型筛选具有更高的优先级。

连接/关节

回想一下之前提到的术语，关节是把不同刚体连接在一起的一种方式，就好像人体的关节是把人体的不同部位连接在一起。关节连接了不同的刚体，刚体可以是静态的，每一个关节类都是 PhysicsJoint 的子类，你可以通过设置 joint->setCollisionEnable(false) 来避免相互关联的刚体互相碰撞。关节的定义需要你提供一些几何数据，大多关节都是通过锚点来定义的，其余一些关节有各自的定义方式。

PhysicsJointFixed：固定点关节，将两个刚体固定在一个特定的点上。如果要创建一些后续会断裂的复合刚体，使用固定关节是非常合适的。
PhysicsJointLimit：限制关节，限制了两个刚体的最大距离，就好像它们被绳子连接了一样。
PhysicsJointPin：钉式关节，可以让两个刚体独立的围绕一个锚点进行旋转，就好像被钉在一起了一样。
PhysicsJointDistance：固定距离关节，设定了两个刚体间的固定距离。
PhysicsJointSpring：弹簧关节，就好像将一个弹簧连接了两个刚体，刚体会互相牵引和弹开。
PhysicsJointRotarySpring：弹簧旋转关节，类似弹簧关节，只是两个刚体位置的互相影响变成了旋转的互相影响。
PhysicsJointRotaryLimit：限制旋转关节，类似限制关节，只是两个刚体位置的互相影响变成了旋转的互相影响
PhysicsJointRatchet：与套筒扳手的工作类似。
PhysicsJointGear：传动关节，使一对刚体的角速度比值保持不变。
PhysicsJointMotor：马达关节，使一对刚体的相对角速度保持不变。

碰撞检测

碰撞(Contact) 是一种由物理引擎创建的用于管理两个形状碰撞的对象。Contact 对象不是由用户手动创建的，而是自动创建的。这里有两个相关的术语：

contact point：碰撞点指两个形状相接触的那个点
contact normal：碰撞法线指从一个形状指向另一个形状的单位矢量

你可以从一个 contact 对象中获取到 PhysicsShape，从而获取到刚体：

bool onContactBegin(PhysicsContact& contact)
{
    auto bodyA = contact.getShapeA()->getBody();
    auto bodyB = contact.getShapeB()->getBody();
    return true;
}

你可以通过碰撞监听器来访问碰撞，碰撞监听器支持四种事件：begin, pre-solve, post-solve, separate。

begin：收到这个事件时两个形状刚开始接触。在回调函数中返回 true 可以使碰撞继续被处理，若返回 false，则物理引擎会将整个碰撞忽略掉， preSolve() 和 postSolve() 回调函数也会被跳过。不过当两个形状停止重叠时，你仍然可以收到 separate 事件。
pre-solve：收到这个事件时两个形状接触在一起。如果在回调函数中返回 false，那么物理引擎会忽略掉这次碰撞，如果返回 true，碰撞会继续被处理。此外，你可以使用 setRestitution()，setFriction() 或 setSurfaceVelocity() 方法设置自定义的恢复系数，摩擦，表面速度，从而覆盖默认的碰撞属性。
post-solve：收到这个事件时两个形状已经接触，并且它们的碰撞已被处理。
separate：收到这个事件时两个形状刚刚停止了接触。

你还可以使用 EventListenerPhysicsContactWithBodies, EventListenerPhysicsContactWithShapes, EventListenerPhysicsContactWithGroup 来监听你感兴趣的刚体，形状，组的一些事件。额外的，还需要设置与物理碰撞相关的掩码。注意：默认情况下单单创建事件监听器，是收不到碰撞事件的。

示例：

bool init()
{
    //create a static PhysicsBody
    auto sprite = addSpriteAtPosition(s_centre,1);
    sprite->setTag(10);
    sprite->getPhysicsBody()->setContactTestBitmask(0xFFFFFFFF);
    sprite->getPhysicsBody()->setDynamic(false);

    //adds contact event listener
    auto contactListener = EventListenerPhysicsContact::create();
    contactListener->onContactBegin = CC_CALLBACK_1(PhysicsDemoCollisionProcessing::onContactBegin, this);
    _eventDispatcher->addEventListenerWithSceneGraphPriority(contactListener, this);

    schedule(CC_SCHEDULE_SELECTOR(PhysicsDemoCollisionProcessing::tick), 0.3f);
    return true;

    return false;
}

void tick(float dt)
{
    auto sprite1 = addSpriteAtPosition(Vec2(s_centre.x + cocos2d::random(-300,300),
      s_centre.y + cocos2d::random(-300,300)));
    auto physicsBody = sprite1->getPhysicsBody();
    physicsBody->setVelocity(Vec2(cocos2d::random(-500,500),cocos2d::random(-500,500)));
    physicsBody->setContactTestBitmask(0xFFFFFFFF);
}

bool onContactBegin(PhysicsContact& contact)
{
    auto nodeA = contact.getShapeA()->getBody()->getNode();
    auto nodeB = contact.getShapeB()->getBody()->getNode();

    if (nodeA && nodeB)
    {
        if (nodeA->getTag() == 10)
        {
            nodeB->removeFromParentAndCleanup(true);
        }
        else if (nodeB->getTag() == 10)
        {
            nodeA->removeFromParentAndCleanup(true);
        }
    }

    //bodies can collide
    return true;
}