حكم التصادم من كرة إلى كرة

ملخص

يتم استخدام المجال الذي يشمل كل نموذج لإصدار حكم ناجح. في هذه العينة ، يتم إجراء اكتشاف الاصطدام لنموذجين كرويين.

بيئة التشغيل

المتطلبات المسبقه

بيئة التشغيل

كيفية العمل مع العينة

مادة

حول هيت دينوسيشن

في ألعاب الرماية وألعاب الحركة تحدث اصطدامات مختلفة، مثل الاصطدامات بين الشخصيات والرصاص، والتصادمات بين الشخصيات، لذلك من الضروري كتابة برنامج للحكم عليها. في البرنامج ، يشار إلى هذا عموما باسم اكتشاف الاصطدام. هناك أنماط مختلفة من الحكم على الضربات ، من البسيط إلى المعقد رياضيا وجسديا. بشكل عام ، غالبا ما يتم إجراء الألعاب لتقليل حمل المعالجة بدلا من الدقة ، وإذا لم يكن هناك انحراف شديد في المنطقة ، فلا يهم كثيرا إذا لم يكن دقيقا.

تصف هذه النصيحة اكتشاف الضربات "من كرة إلى كرة" الأكثر شيوعا والأقل إرهاقا. نظرا لأنها كرة وكرية ، فإننا نتحدث عن حكم التصادم في الفضاء ثلاثي الأبعاد ، ولكن من الممكن استبدال نفس العملية تقريبا بالتصادمات بين الدوائر في الفضاء ثنائي الأبعاد.

كيف تعمل الكرة والحكم ضرب الكرة

يتم استخدام معلمتين لتحديد تصادم المجالات والمجالات: "موضع" كل نموذج و "نصف قطر" حجم النموذج. من أجل تحديد ما إذا كانت هاتان المعلمتان صحيحتين ، من السهل فهمهما من خلال النظر إلى الشكل أدناه.

• P: موضع النموذج L: المسافة بين نقطتين (P2-P1) R: نصف قطر الكرة

إذا كانت "المسافة بين النموذجين" هي "L" و "مجموع نصف قطر النموذجين" هو "R" ، فإن "L < R" تعني أنهما يصطدمان. من ناحية أخرى ، إذا كان "L > R" ، فهذا يعني أنه لا يوجد تصادم. لا يهم اكتشاف الاصطدام ب "L = R" أيضا.

ميدان

/// <summary>
/// モデル
/// </summary>
private Model model = null;

/// <summary>
/// モデルの基本包括球
/// </summary>
private BoundingSphere baseBoundingSphere = new BoundingSphere();

/// <summary>
/// 球１の位置
/// </summary>
private Vector3 sphere1Position = new Vector3(0.0f, 0.0f, 0.0f);

/// <summary>
/// 球２の位置
/// </summary>
private Vector3 sphere2Position = new Vector3(1.5f, 0.0f, -3.0f);

/// <summary>
/// 球１の包括球
/// </summary>
private BoundingSphere sphere1BoundingSphere = new BoundingSphere();

/// <summary>
/// 球２の包括球
/// </summary>
private BoundingSphere sphere2BoundingSphere = new BoundingSphere();

/// <summary>
/// 衝突フラグ
/// </summary>
private bool isCollision = false;

يمكنك كتابة برنامجك الخاص لعملية اكتشاف النتائج ، لكن إطار عمل XNA يحتوي على بنية تسمى "BoundingSphere" تجعل من السهل التعامل مع معلمات الكرة واكتشاف النتائج ، لذلك أود استخدامه.

يحتوي كل ModelMesh من فئة Model المحملة بالفعل على معلومات المجال "BoundingSphere" التي تشمل النموذج ، لذلك قمنا بإعداد حقل "baseBoundingSphere" لاسترداده.

تشمل الميزات الأخرى موضع كل كرة ، و BoundingSphere المستخدم لتحديد تأثير مجالين ، وعلم الاصطدام.

حمل

// モデルを作成 
this.model = this.Content.Load<Model>("Sphere"); 

// 包括球取得 
this.baseBoundingSphere = this.model.Meshes[0].BoundingSphere; 

// 各モデル用の包括球半径設定 
this.sphere1BoundingSphere.Radius = this.baseBoundingSphere.Radius; 
this.sphere2BoundingSphere.Radius = this.baseBoundingSphere.Radius;

تحتوي كل ModelMesh في نموذج على خاصية BoundingSphere التي تسمح لك بالحصول على معلومات حول المجال الذي يشمل النموذج في ModelMesh. نظرا لأن النموذج الذي نستخدمه يحتوي على ModelMesh واحد ، فقد قمنا بنسخ المجال الشامل من الفهرس الأول إلى baseBoundingSphere.

نظرا لأن نصف قطر الكرة ثابت ، يتم ضبط نصف القطر مسبقا في خاصية نصف القطر للكرتين المحيطتين.

ضرب الحكم

// 衝突判定用の球を設定 
this.sphere1BoundingSphere.Center = 
    this.sphere1Position + this.baseBoundingSphere.Center; 
this.sphere2BoundingSphere.Center = 
    this.sphere2Position + this.baseBoundingSphere.Center; 

// 衝突判定 
this.isCollision = 
    this.sphere1BoundingSphere.Intersects(this.sphere2BoundingSphere);

استخدم طريقة BoundingSphere.Intersects لتحديد التصادمات الكروية إلى الكرة. نظرا لأن لدينا بالفعل نصف قطر محدد للكرتين المحيطتين ، فقد قمنا بتعيين خاصية BoundingSphere.Center على موضع الكرة بالإضافة إلى الإحداثيات المركزية للكرة المظلة الأصلية. تتم إضافة الإحداثيات المركزية للكرة الأصلية لأن مركز الكرة الشاملة ليس بالضرورة هو الأصل.

إذا حددت BoundingSphere الأخرى كوسيطة ل BoundingSphere.Intersects ، فسترجع منطقا لمعرفة ما إذا كانت تتصادم أم لا ، لذلك نحصل عليها. تستخدم هذه العلامة لرسم الأحرف لمعرفة ما إذا كانت صحيحة.

كيفية حساب الحكم ضرب

يوفر إطار عمل XNA بنية مفيدة للكشف عن الاصطدام تسمى BoundingSphere ، والتي يمكن استخدامها ليس فقط للكرات ولكن أيضا للتصادمات ذات الأشكال المختلفة مثل الأشعة (الخطوط) والمربعات.

ومع ذلك ، إذا كان تصادم بين المجالات ، فيمكن تحديده من خلال عملية حسابية بسيطة دون استخدام BoundingSphere.Intersects.

• النتيجة (سواء تم ضربها) = المسافة بين موضع الكرة 2 وموضع الكرة 1 < نصف قطر الكرة 1 + نصف قطر الكرة 2

إذا كتبته برمجيا

this.isCollision = (this.sphere2Position - this.sphere1Position).Length() <
                   (this.sphere1BoundingSphere.Radius + this.sphere2BoundingSphere.Radius);

إنه يأتي إلى. (تفترض عملية اكتشاف الاصطدام أعلاه أن مركز الكرة الشاملة هو الأصل ، مثل الكرة المثالية ، لذلك لا تأخذ في الاعتبار مركز الكرة الشاملة للنموذج.) إذا كنت تفكر في ذلك ، فسيبدو كما يلي)

this.isCollision = ((this.sphere2Position + this.baseBoundingSphere.Center) -
                        (this.sphere1Position + this.baseBoundingSphere.Center)).Length() <
                   (this.sphere1BoundingSphere.Radius + this.sphere2BoundingSphere.Radius);

جميع الرموز

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Audio;
using Microsoft.Xna.Framework.Content;
using Microsoft.Xna.Framework.GamerServices;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
using Microsoft.Xna.Framework.Input;
using Microsoft.Xna.Framework.Media;
#if WINDOWS_PHONE
using Microsoft.Xna.Framework.Input.Touch;
#endif

namespace CollisionSphereAndSphere
{
    /// <summary>
    /// ゲームメインクラス
    /// </summary>
    public class GameMain : Microsoft.Xna.Framework.Game
    {
        /// <summary>
        /// グラフィックデバイス管理クラス
        /// </summary>
        private GraphicsDeviceManager graphics = null;

        /// <summary>
        /// スプライトのバッチ化クラス
        /// </summary>
        private SpriteBatch spriteBatch = null;

        /// <summary>
        /// スプライトでテキストを描画するためのフォント
        /// </summary>
        private SpriteFont font = null;

        /// <summary>
        /// モデル
        /// </summary>
        private Model model = null;

        /// <summary>
        /// モデルの基本包括球
        /// </summary>
        private BoundingSphere baseBoundingSphere = new BoundingSphere();

        /// <summary>
        /// 球１の位置
        /// </summary>
        private Vector3 sphere1Position = new Vector3(0.0f, 0.0f, 0.0f);

        /// <summary>
        /// 球２の位置
        /// </summary>
        private Vector3 sphere2Position = new Vector3(1.5f, 0.0f, -3.0f);

        /// <summary>
        /// 球１の包括球
        /// </summary>
        private BoundingSphere sphere1BoundingSphere = new BoundingSphere();

        /// <summary>
        /// 球２の包括球
        /// </summary>
        private BoundingSphere sphere2BoundingSphere = new BoundingSphere();

        /// <summary>
        /// 衝突フラグ
        /// </summary>
        private bool isCollision = false;

        /// <summary>
        /// 前回のマウスの状態
        /// </summary>
        private MouseState oldMouseState;


        /// <summary>
        /// GameMain コンストラクタ
        /// </summary>
        public GameMain()
        {
            // グラフィックデバイス管理クラスの作成
            this.graphics = new GraphicsDeviceManager(this);

            // ゲームコンテンツのルートディレクトリを設定
            this.Content.RootDirectory = "Content";

#if WINDOWS_PHONE
            // Windows Phone のデフォルトのフレームレートは 30 FPS
            this.TargetElapsedTime = TimeSpan.FromTicks(333333);

            // バックバッファサイズの設定
            this.graphics.PreferredBackBufferWidth = 480;
            this.graphics.PreferredBackBufferHeight = 800;

            // フルスクリーン表示
            this.graphics.IsFullScreen = true;
#endif
        }

        /// <summary>
        /// ゲームが始まる前の初期化処理を行うメソッド
        /// グラフィック以外のデータの読み込み、コンポーネントの初期化を行う
        /// </summary>
        protected override void Initialize()
        {
            // TODO: ここに初期化ロジックを書いてください

            // コンポーネントの初期化などを行います
            base.Initialize();
        }

        /// <summary>
        /// ゲームが始まるときに一回だけ呼ばれ
        /// すべてのゲームコンテンツを読み込みます
        /// </summary>
        protected override void LoadContent()
        {
            // テクスチャーを描画するためのスプライトバッチクラスを作成します
            this.spriteBatch = new SpriteBatch(this.GraphicsDevice);

            // フォントをコンテントパイプラインから読み込む
            this.font = this.Content.Load<SpriteFont>("Font");

            // モデルを作成
            this.model = this.Content.Load<Model>("Sphere");

            // 包括球取得
            this.baseBoundingSphere = this.model.Meshes[0].BoundingSphere;

            // 各モデル用の包括球半径設定
            this.sphere1BoundingSphere.Radius = this.baseBoundingSphere.Radius;
            this.sphere2BoundingSphere.Radius = this.baseBoundingSphere.Radius;

            // あらかじめパラメータを設定しておく
            foreach (ModelMesh mesh in this.model.Meshes)
            {
                foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
                {
                    // デフォルトのライト適用
                    effect.EnableDefaultLighting();

                    // ビューマトリックスをあらかじめ設定
                    effect.View = Matrix.CreateLookAt(
                        new Vector3(0.0f, 10.0f, 1.0f),
                        Vector3.Zero,
                        Vector3.Up
                    );

                    // プロジェクションマトリックスをあらかじめ設定
                    effect.Projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(
                        MathHelper.ToRadians(45.0f),
                        (float)this.GraphicsDevice.Viewport.Width /
                            (float)this.GraphicsDevice.Viewport.Height,
                        1.0f,
                        100.0f
                    );
                }
            }
        }

        /// <summary>
        /// ゲームが終了するときに一回だけ呼ばれ
        /// すべてのゲームコンテンツをアンロードします
        /// </summary>
        protected override void UnloadContent()
        {
            // TODO: ContentManager で管理されていないコンテンツを
            //       ここでアンロードしてください
        }

        /// <summary>
        /// 描画以外のデータ更新等の処理を行うメソッド
        /// 主に入力処理、衝突判定などの物理計算、オーディオの再生など
        /// </summary>
        /// <param name="gameTime">このメソッドが呼ばれたときのゲーム時間</param>
        protected override void Update(GameTime gameTime)
        {
            KeyboardState keyboardState = Keyboard.GetState();
            MouseState mouseState = Mouse.GetState();
            GamePadState gamePadState = GamePad.GetState(PlayerIndex.One);

            // Xbox 360 コントローラ、Windows Phone の BACK ボタンを押したときに
            // ゲームを終了させます
            if (gamePadState.Buttons.Back == ButtonState.Pressed)
            {
                this.Exit();
            }

            float speed = 0.1f;

            // 球１の位置を移動させる
            if (gamePadState.IsConnected)
            {
                this.sphere1Position.X += gamePadState.ThumbSticks.Left.X * speed;
                this.sphere1Position.Z -= gamePadState.ThumbSticks.Left.Y * speed;
            }
            if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.Left))
            {
                this.sphere1Position.X -= speed;
            }
            if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.Right))
            {
                this.sphere1Position.X += speed;
            }
            if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.Down))
            {
                this.sphere1Position.Z += speed;
            }
            if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.Up))
            {
                this.sphere1Position.Z -= speed;
            }
            if (mouseState.LeftButton == ButtonState.Pressed)
            {
                // 直前にマウスの左ボタンが押されていない場合は差分を０にする
                if (this.oldMouseState.LeftButton == ButtonState.Released)
                {
                    this.oldMouseState = mouseState;
                }

                this.sphere1Position += new Vector3((mouseState.X - this.oldMouseState.X) * 0.01f,
                                                   0,
                                                   (mouseState.Y - this.oldMouseState.Y) * 0.01f);
            }

            // マウスの状態記憶
            this.oldMouseState = mouseState;

            // 衝突判定用の球を設定
            this.sphere1BoundingSphere.Center =
                this.sphere1Position + this.baseBoundingSphere.Center;
            this.sphere2BoundingSphere.Center =
                this.sphere2Position + this.baseBoundingSphere.Center;

            // 衝突判定
            this.isCollision =
                this.sphere1BoundingSphere.Intersects(this.sphere2BoundingSphere);

            // 登録された GameComponent を更新する
            base.Update(gameTime);
        }

        /// <summary>
        /// 描画処理を行うメソッド
        /// </summary>
        /// <param name="gameTime">このメソッドが呼ばれたときのゲーム時間</param>
        protected override void Draw(GameTime gameTime)
        {
            // 画面を指定した色でクリアします
            this.GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);

            // 深度バッファを有効にする
            this.GraphicsDevice.DepthStencilState = DepthStencilState.Default;

            foreach (ModelMesh mesh in this.model.Meshes)
            {
                // 球１を描画
                foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
                {
                    // ワールドマトリックス（位置指定）
                    effect.World = Matrix.CreateTranslation(this.sphere1Position);
                }
                mesh.Draw();

                // 球２を描画
                foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
                {
                    // ワールドマトリックス（位置指定）
                    effect.World = Matrix.CreateTranslation(this.sphere2Position);
                }
                mesh.Draw();
            }

            // スプライトの描画準備
            this.spriteBatch.Begin();

            // 衝突判定表示
            this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                "IsCollision : " + this.isCollision,
                new Vector2(30.0f, 30.0f), Color.White);

            // スプライトの一括描画
            this.spriteBatch.End();

            // 登録された DrawableGameComponent を描画する
            base.Draw(gameTime);
        }
    }
}