冲突检测和响应的正确操作顺序是什么？

Question

我正在尝试制作一个2D游戏引擎，但我似乎无法让碰撞一直起作用（通常情况下，物体会卡住或相互穿过）。在不太深入代码的情况下，下面是我更新的顺序。

1. 获取用户输入并更新玩家速度
2. 保存每个实体的位置，然后移动速度/更新间隔单位
3. 检查每个可移动实体是否与所有其他实体发生碰撞。如果图元与某物碰撞，则会将其移动到其旧位置，并为两个碰撞图元设置新的速度。

碰撞冲量在此函数中计算：

private static void CollisionImpulse(PhysicsEntity a, PhysicsEntity b)
    {
        var relative = b.Velocity.Vector - a.Velocity.Vector;
        var normal = Vector2.Normalize(relative);
        var e = Math.Min(a.Material.Elasticity, b.Material.Elasticity);
        var j = (-(1 + e) * Vector2.Dot(relative, normal)) /
                (Vector2.Dot(normal, normal) * (a.InverseMass + b.InverseMass));
        if (double.IsNaN(j)) return;

        var velocityA = normal * (float) (j / a.Mass);
        var velocityB = normal * (float) (j / b.Mass);

        a.Velocity.X -= velocityA.X;
        a.Velocity.Y -= velocityA.Y;

        if (!b.Movable) return;
        b.Velocity.X += velocityB.X;
        b.Velocity.Y += velocityB.Y;
        b.Position = b.OldPosition;
    }

这是检查碰撞的函数：

public override void Update()
        {
            foreach (var entity in Universe.PhysicsEntities)
            {
                if (entity.Equals(this) || entity.Collided) continue;
                CollisionResolution.ResolveCollision(this, entity);
                if (!Collided) continue;
                Position = OldPosition;
                break;
            }
        }

几天来，我一直在尝试调整代码，但我无法找出问题所在。我希望一些新的眼光可以揭示我的困境。

Answer 1

第3步“如果实体与某物碰撞，它将移动到其旧位置……”有一个基本问题——因为您现在再次移动该实体，您需要针对该实体重新运行所有先前实体的冲突检测，否则您可能会导致重叠。

E、 例如，如果你有3个台球（A、B、C），你将所有3个球移动到它们所需的新位置到A'、B'、C'（在步骤2中）。现在对于步骤3，你检查A'B'和A'C'没有碰撞，它们也没有碰撞，但你检查B'C'，它们确实碰撞，所以在你的解决方案中，你把B'，C'移回B，C-但是现在技术上你可能已经移动了B和/或C，所以它现在与A相交。

要使您的第3步工作，您需要：

1）确保在开始时没有对象重叠，并且每当您在步骤3中检测到碰撞时，要么（a）在我们之前说过没有与这些对象碰撞的每个先前对象上重新运行碰撞，或者继续重新运行整个步骤3，直到最后一个循环中没有对象被重置。如果您有很多对象并且它们都开始相互重置，这可能会变得昂贵。

或：

2)不是每次都将对象重置到其最后一帧的“安全”位置，而是合力(因此是加速度，而不是速度)与对象渗透的程度有关。这在3D物理引擎中很常见，如果穿透过多，会导致对象爆炸。

另请注意，如果您在1帧中将物体移动得很远（例如，远超过其大小的一半），它可能会穿过另一个物体而不会发生碰撞重叠检测。这通常被称为子弹穿纸问题