如何检查几何基类中的碰撞而不转换为派生类

Posted 2023-02-23

【中文标题】如何检查几何基类中的碰撞而不转换为派生类

【英文标题】：How to check collision in geometric base classes without casting to derived ones

【发布时间】：2014-09-08 09:37:10

【问题描述】：

我有这种情况：

 class Shape;
 class Triangle : public Shape;
 class Rectangle : public Shape;
 class Square : public Rectangle;

我想在以这种方式工作的基类中实现virtual collideWith 方法：

Shape *square = new Square();
Shape *triangle = new Triangle();

bool test = square.collideWith(triangle);

有没有办法实现这个方法，以便在不显式转换的情况下与基类一起使用派生类？

我想创建一个命名空间来做到这一点：

namespace Collision 
  bool isCollisionBetween(const Triangle &triangle, const Square &square) /* calculus */
  bool isCollisionBetween(const Rectangle &rect, const Square &square) /* calculus */
  // and so on for all combination

但是当我有类似的东西时，我不知道如何应用它

std::set<Shape*> shapesSet;

我想计算这个集合的所有碰撞。

是否有可能或总是需要将Shape 类显式转换为正确继承的类？

【问题讨论】：

我猜你应该创建另一个名为collisionInformation 的类，并把你可以比较的数据放在那里。而不是简单地比较返回的碰撞信息...

你说的是在基类中实现的一些枚举器，上面写着“我是一个圆圈”“我是一个超级复杂的形状，你永远不会在你的生活中看到”，在派生类中初始化这个成员值并用它来检查哪个 @ 987654328@我应该调用的函数？

【参考方案1】：

一般来说，你会这样解决一个问题：

给Shape 一个描述形状的抽象函数，每个子类都必须实现该函数。 每个子类都根据其具体类型实现此功能。 Shape 中的collideWith() 函数使用两种类型的抽象函数来确定属性。

这样，当添加一个形状时，不需要更改任何其他形状，并且您不必添加函数来将其与其他形状进行比较。只有新形状必须提供所有必需属性的功能。

现在困难的部分是决定每个形状可以提供什么属性。在您的情况下，可能很难为其提供有效的实现。

可用于提供碰撞检测的属性示例如下：

polygonRepresentation() asVectorGrahpic() convertToBitMap()

您可以想象，在您的问题中，可能很难找到适合每个项目的适当表示。然后你可能不得不恢复到知道所有元素的比较。但这确实是一种反面向对象的模式，当形状或属性的数量增加时会带来麻烦。

【讨论】：

我知道它可能不是一个很好的 OO 模式，但是通过这种方式我可以执行特定的碰撞检测，它可以比通用的更快。我喜欢将所有形状转换为标准格式的想法，但这样我就不能使用比多边形的通用算法更快的特定碰撞算法（例如，我考虑圆-圆碰撞）。所以我不能加入专用碰撞检测算法和格式良好的 OO 模式中的基类通用性的世界？

最后，如果你想真正具体，你必须求助于知道类型。您可以使用多个抽象属性进行比较，虽然不理想，但它确实保留了抽象：isCicularShape() radius() 可以由所有人实现（其中radius() 将在非循环类型上返回无效，如果您给出'反OO'感觉马上）。然后，如果您的比较有两个圆形，则它使用半径，否则回退到默认实现。否则我担心你会退回到铸造。

好的，我会认为最适合我的问题的方法。感谢您的回复。

【参考方案2】：

好的，我的评论有点误导你。我的意思是：

要创建collisionInformation，请制作类似于“BroadPhase”的内容（这是可选的，但非常有用）。将其视为潜在形状是否发生碰撞的预检查。谷歌因此“二进制空间分区”。在这个时候忘记四叉树或八叉树。此阶段将创建一个潜在的联系人及其信息。问问你自己：哪些形状正在碰撞？我在调用哪个冲突解决函数？我应该使用多态还是函数指针？ （即调用指向 static bool CollisionResolver::handle( Box b, Circle c ); 的函数指针，可以通过 collisoinInformation 检索/调用）。如果发生碰撞，我会调用什么回调？将所有这些信息保存到这个 collisoinInformation 对象 创建不同的碰撞句柄函数来处理不同形状之间的碰撞。迭代您的即std::vector 保存您的collisionInformation 并调用（现在虚构的函数）colIter->resolve()，它正在调用您的碰撞句柄函数的正确实现。如果你发现了冲突，问问自己：我会调用哪些函数？我可以提供什么信息？即将附加信息填充到您的collisoinInformation 中，或者创建一个新对象collisionPair 等...您可以保存碰撞点、法线、形状...... 碰撞检测成功，正在调用“已保存”回调到您的最终游戏对象。即你可以打电话给GameObject::OnCollision( const ContactPair& p );

希望这比我之前添加的评论对您有所帮助 ps：给初学者的一个很好的提示：看看当前开源实现的幕后。即ODE或PhysX

【讨论】：

谢谢，这很有帮助。