p2之shape

Posted 2021-01-16 honghong87

形状是物理引擎进行碰撞模拟计算的依据，是刚体最基本的属性。

P2中使用Shape类来表示形状，通过刚体的addShape()方法，将形状添加到刚体中之后，

就可以随着刚体的移动、旋转不断更新，并进行碰撞检测了。为刚体添加形状的示例代码为： 

var shape:p2.Shape=new p2.Shape(); 
var body:p2.Body=new p2.Body(); 
body.addShape(shape); 

Shape类本身并不参与刚体的创建，而是由其几个子类完成一些常见形状的模拟。

这些形状包括圆形Circle、矩形Box、胶囊Capsule、粒子Particle、线段Line、平面Plane、海拔形状HightField、多边形Convex等。

1）形状：
游戏中人物形状各种各样，但在碰撞检测时，出于效率考虑，大都被简化为简单的圆形、矩形等形状。P2预置了包括圆形、矩形在内的一些常用的、简单的形状。 
⑴圆形Circle：
圆形是P2中的基本形状，构造函数为： 
function Circle({options?:{radius:number}) 
其中，options是包含所有属性的集合对象；radius是圆形的半径，默认值为1。 
⑵矩形Box：
矩形通过width和height属性来创建，构造函数为： 
function Box(options:{width?:number, height?:number}) 
其中，width为矩形宽度，默认为1；height为矩形高度，默认值为1。 
⑶胶囊Capsule：
可以认为是一种圆角矩形，长度length，高度2*Radius，两端是半径为Radius的半圆形。 
function Capsule(options?:{length?:number, radius?:number}) 
其中，length为胶囊长度；radius为胶囊形状两端半圆的半径，同时也是胶囊的高度。 
⑷粒子Particle：
粒子就是微小的颗粒，P2物理引擎中的粒子半径和面积为0。粒子参与碰撞检测，效果与半径为1px的圆形一样。构造函数简单，不需要任何参数： 
function Particle() 
⑸线段Line：
长度为length的线段，看上去与高度为1的Box形状一样，但算法上省去对高度的检测。 
function Line(options?:{length?:number}) 
⑹平面Plane：
平面沿y轴负方向无限扩展，同时在x轴方向的宽度无限，像地平面。构造函数为： 
function Plane() 
创建时没有任何参数，初始情况下是一个倒置的穹，实际应用时一般要通过调整刚体的角度angle，使plane平面朝向不同的方向，来模拟墙体。示例代码： 
var shape:p2.Plane=new p2.Plane(); 
var body:p2.Body=new p2.Body({mass:1, position:[274/this.factor, 200/this.factor]}); 
body.addShape(shape); 
body.angle=Math.PI/4; 
this.world.addBody(body); 
代码中的平面会随着刚体的角度angle绕坐标点[274,200]顺时针旋转45°。 
⑺海拔形状Heightfield：
这是一个类似于Plane的形状，但不是平的，而是一组y坐标组成的高低不平的山形，这些山丘之间的间隔都是固定的elementWidth。HeightField形状也是朝y轴负方向无限扩展的，水平方向的宽度是elementWidth与山丘数量的乘积。构造函数为： 
function Heightfield(options?:{heights:number[], minValue?:number,maxValue?:number, elementWidth?:number}) 
其中，heights是保存每个山丘高度的数组；minValue是山丘高度的最小值，设置后heights中的小于minValue的值设置为minValue；maxValue为heights中高度的最大值，设置此值后heights中大于maxValue的值设置为maxHeight；elementWidth为每个山丘之间的间隔，默认为1。 
定义Heightfield形状就是定义heights属性中y坐标数组，同时x坐标以elementWidth为步长逐一增加。目前，Heightfield不支持旋转，始终朝y轴负方向扩展，碰撞检测也不精确，边缘位置容易出现穿透现象。 
⑻多边形Convex：
Convex是一个多边形形状，可以根据一组定义好的顶点坐标创建对应的多边形形状。 
function Convex(options?:{vertice?:number[][], axes?:number[][[]}) 
其中，vertices保存了顶点坐标的数组，这是一个二维数组，每个元素是由x和y坐标组成的一维数组，如vertics=[[-1,-1],[1,-1],[1,1],[-1,-1]]；axes表示多边形各个边的对称轴，同样是一个二维数组，且长度应与vertices一致，此参数通常可以使用默认值，系统根据vertices中的顶点自动计算得出垂直于各个边的法向量。使用时首先要将多边形的顶点坐标保存到数组中，然后将其作为vertices参数传递给Convex： 
var points=[[-1,-1],[1,-1],[1,1],[-1,-1]]; 
var shape:p2.Convex=new p2.Convex({vertices:points}); 
var body:p2.Body=new p2.Body({mass:1}); 
body.addShape(shape); 
this.world.addBody(body); 
不推荐使用顶点坐标直接创建多边形，因为可能出现凹多边形，而P2中的碰撞检测是基于凸多边形的，需要将凹多边形分解成多个小的凸多边形，还需要重新计算分解后的重心、形状偏移，这些计算并不在Convex类中。建议使用Body类的fromPolygon()实现。