Java-突破物理学？

Question

我正在创建一个突破游戏，我之前在这里问了一个问题，但没有提出解决方案。我有一个简单的物理过程来反转球与桨碰撞时的速度。但我需要实现一个更先进的物理系统，例如，当球击中桨的左侧和右侧时，等等。。。但我该如何计算碰撞后球的方向呢？突破的标准是在与球拍左侧碰撞时将球指向左侧，如果碰撞是向右的，则指向右侧，等等。。。

我如何计算在哪里击球？我有很多变量可以使用，比如桨叶的各个方面（宽度、高度、X位置）、球（半径、高度、宽度、X和Y速度、X位置、Y位置等等）我用一个鼠标监听器，从旧的鼠标位置减去新的鼠标位置，得到了桨叶的运动，这样我就可以看到桨叶移动的速度和方向。

这里有谁熟悉基本物理，能帮我计算出碰撞后球的轨迹、路径、速度或方向吗？！

提前谢谢。

Answer 1

如果你不喜欢这样的高级物理，并且满足于台球般的行为，那么可以用你最喜欢的方法（nx²ny²=1或nx=cos（a），ny=sin（a））计算碰撞点的表面法线（nx，ny），并按中所示改变方向

dot = nx*vx+ny*vy
vx = vx - 2*dot*nx
vy = vy - 2*dot*ny

这是一个几乎静止的桨。对于一个移动的桨，按照建议做，首先从vx中减去桨速度pvx，计算点积和由此产生的变化，然后加回桨速度。或者在不改变vx的情况下只在点积中做减法：

dot = nx*(vx-pvx)+ny*vy
vx = vx - 2*dot*nx
vy = vy - 2*dot*ny

Answer 2

我们一直在为学校准备突破赛。我们就是这样做的。注意，这是从一个Ball类中获得的，所以每次看到这个think Ball。

以下反弹方法计算并应用球反弹产生的速度和自旋变化。
“因子”指示如何将x和y方向的速度转换为平行于表面的速度。如果我们调整视野，使球向下朝着表面移动，如果运动向右，平行于表面的速度为正。

这些方程式来源于Richard L. Garwin发表的物理分析，“超弹性粗糙球的运动学”，美国物理学杂志，37,88-92,1969年1月。这决定了一个具有完美弹性的球（弹性碰撞）的行为，其旋转在弹跳时不会滑动/滑动。现实世界的模拟是Wham-O的Superball产品。

我们做了两个修改/专门化：1）由于我们在二维中操作，我们的“球”是一个圆盘。这使得转动惯量

1/2*M*R^2

. 在加温论文的惯例中，这意味着α=1/2。Garwin不考虑与运动表面的碰撞。然而，通过考虑相对于运动表面框架的运动，可以很容易地进行调整。在计算碰撞中发生的情况之前，我们只需从球的平行运动中减去表面的速度，然后再将速度加回来。

在加温的符号中，我们最终得到：

Ca = -1/3 Cb - 4/3 Vb + 4/3 Vs

Va = -2/3 Cb + 1/3 Vb + 2/3 Vs

这里Va和Vb分别是碰撞后和碰撞前平行于表面的球的速度。Vs是曲面的速度。Ca和Cb分别是碰撞后和碰撞前球的R*旋转。（在加温的记法中，C=R*ω，其中ω是自旋。）

/*
@param xFactor an int, -1, 0, or 1, giving the factor by which to
multiply the horizontal speed to get its contribution to the speed
parallel to the surface
@param yFactor an int, -1, 0, or 1, giving the factor by which to
multiple the vertical speed to get its contribution to the speed
parallel to the surface
@param speed a double, giving the speed of the surface; positive
is movement to right if we consider the surface as being horizontal
with the Ball coming down onto it
*/   
  private void bounce (int xFactor, int yFactor, double speed) {
    // can get stuck, so add a random component to the speed
    speed += 0.03 * (random.nextFloat() - 0.5);
    // obtain parallel / normal speeds for horizontal and vertical
    double vParallel = xFactor * this.getHorizontalSpeed() +
                       yFactor * this.getVerticalSpeed();
    double vNormal = xFactor * this.getVerticalSpeed() -
                     yFactor * this.getHorizontalSpeed();
    double radius = this.getImage().getHeight() / 2.0D;
    // determine Garwin's Cb and Vb
    double cBefore = radius * spin;
    double vBefore = vParallel;
    // determine Garwin's Ca and Va
    double cAfter = (-1.0D/3.0D) * cBefore + (-4.0D/3.0D) * vBefore + (4.0D/3.0D) * speed;
    double vAfter = (-2.0D/3.0D) * cBefore + ( 1.0D/3.0D) * vBefore + (2.0D/3.0D) * speed;
    // apply direction reversal to normal component
    double vNAfter = -vNormal;
    // determine horizontal and vertical speeds from parallel and normal components
    double vHAfter = xFactor * vAfter  - yFactor * vNAfter;
    double vVAfter = xFactor * vNAfter + yFactor * vAfter;
    // update the Ball's state
    this.setHorizontalSpeed(vHAfter);
    this.setVerticalSpeed(vVAfter);
    this.spin = cAfter / radius;
}