बॉल-टू-बॉल टक्कर का फैसला

सारांश

एक क्षेत्र जो प्रत्येक मॉडल को शामिल करता है, उसका उपयोग हिट निर्णय लेने के लिए किया जाता है। इस नमूने में, टकराव का पता लगाने दो क्षेत्र मॉडल के लिए किया जाता है.

ऑपरेटिंग वातावरण

आवश्यकताएँ

ऑपरेटिंग वातावरण

नमूने के साथ कैसे काम करें

सार तत्व

हिट जजमेंट के बारे में

शूटिंग गेम्स और एक्शन गेम्स में, विभिन्न टकराव होते हैं, जैसे पात्रों और गोलियों के बीच टकराव, और पात्रों के बीच टकराव, इसलिए उन्हें जज करने के लिए एक प्रोग्राम लिखना आवश्यक है। कार्यक्रम में, इसे आम तौर पर टकराव का पता लगाने के रूप में जाना जाता है। हिट निर्णय के विभिन्न पैटर्न हैं, सरल से जटिल गणितीय और शारीरिक रूप से। सामान्य तौर पर, गेम अक्सर सटीकता के बजाय प्रसंस्करण भार को कम करने के लिए बनाए जाते हैं, और यदि क्षेत्र में कोई चरम विचलन नहीं है, तो यह सटीक नहीं होने पर ज्यादा मायने नहीं रखता है।

यह टिप सबसे आम और कम से कम बोझिल "बॉल-टू-बॉल" हिट डिटेक्शन का वर्णन करती है। चूंकि यह एक गोला और एक गोला है, हम त्रि-आयामी अंतरिक्ष में टकराव के फैसले के बारे में बात कर रहे हैं, लेकिन दो-आयामी अंतरिक्ष में हलकों के बीच टकराव के लिए लगभग एक ही प्रक्रिया को प्रतिस्थापित करना संभव है।

गेंद और गेंद हिट निर्णय कैसे काम करती है

गोले और गोले की टक्कर को निर्धारित करने के लिए दो मापदंडों का उपयोग किया जाता है: प्रत्येक मॉडल की "स्थिति" और मॉडल के आकार का "त्रिज्या"। यह निर्धारित करने के लिए कि क्या ये दो पैरामीटर सही हैं, नीचे दिए गए आंकड़े को देखकर समझना आसान है।

• P: मॉडल L की स्थिति: दो बिंदुओं के बीच की दूरी (P2-P1) R: गोले की त्रिज्या

यदि "दो मॉडलों के बीच की दूरी" "L" है और "दो मॉडलों की त्रिज्या का योग" "R" है, तो "L < R" का अर्थ है कि वे टकरा रहे हैं। दूसरी ओर, यदि यह "L > R" है, तो इसका मतलब है कि कोई टक्कर नहीं है। "एल = आर" की टक्कर का पता लगाने से कोई फर्क नहीं पड़ता।

खेत

/// <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;

आप हिट डिटेक्शन प्रक्रिया के लिए अपना खुद का प्रोग्राम लिख सकते हैं, लेकिन एक्सएनए फ्रेमवर्क में "बाउंडिंगस्फेयर" नामक एक संरचना है जो क्षेत्र और हिट डिटेक्शन के मापदंडों को संभालना आसान बनाती है, इसलिए मैं इसका उपयोग करना चाहता हूं।

लोड किए गए मॉडल वर्ग के प्रत्येक मॉडलमेश में पहले से ही क्षेत्र की जानकारी "बाउंडिंगस्फीयर" होती है जो मॉडल को शामिल करती है, इसलिए हमने इसे पुनः प्राप्त करने के लिए एक फ़ील्ड "बेसबाउंडिंगस्फीयर" तैयार किया है।

अन्य विशेषताओं में प्रत्येक क्षेत्र की स्थिति, दो क्षेत्रों के प्रभाव को निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक बाउंडिंगस्फीयर और एक टकराव ध्वज शामिल है।

भार

// 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;

एक मॉडल में प्रत्येक ModelMesh में एक BoundingSphere संपत्ति होती है जो आपको उस क्षेत्र के बारे में जानकारी प्राप्त करने की अनुमति देती है जो मॉडलमेश में मॉडल को शामिल करती है। चूंकि हम जिस मॉडल का उपयोग कर रहे हैं, उसमें एक एकल मॉडलमेश है, इसलिए हमने पहले इंडेक्स से बेसबाउंडिंगस्फीयर तक समावेशी क्षेत्र की प्रतिलिपि बनाई है।

चूंकि गोले की त्रिज्या तय हो गई है, इसलिए त्रिज्या दो बाउंडिंगस्फेयर की त्रिज्या संपत्ति में पूर्व निर्धारित है।

हिट जजमेंट

// 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);

BoundingSphere.Intersects विधि का उपयोग क्षेत्र से क्षेत्र टकराव निर्धारित करने के लिए। चूंकि हमारे पास पहले से ही दो बाउंडिंगस्फेयर के लिए एक त्रिज्या सेट है, इसलिए हमने BoundingSphere.Center प्रॉपर्टी को गोले की स्थिति के साथ-साथ मूल छाता क्षेत्र के केंद्र निर्देशांक पर सेट किया है। मूल क्षेत्र के केंद्र निर्देशांक जोड़े जाते हैं क्योंकि समावेशी क्षेत्र का केंद्र जरूरी नहीं कि मूल हो।

यदि आप अन्य BoundingSphere को BoundingSphere.Intersects के तर्क के रूप में निर्दिष्ट करते हैं, तो यह देखने के लिए एक बूल लौटाएगा कि यह टकरा रहा है या नहीं, इसलिए हम इसे प्राप्त करते हैं। इस ध्वज का उपयोग वर्णों को यह देखने के लिए आकर्षित करने के लिए किया जाता है कि क्या वे सही हैं।

हिट के फैसले की गणना कैसे करें

एक्सएनए फ्रेमवर्क बाउंडिंगस्फेयर नामक एक उपयोगी टकराव का पता लगाने वाली संरचना प्रदान करता है, जिसका उपयोग न केवल गोले के लिए बल्कि किरणों (लाइनों) और बक्से जैसे विभिन्न आकृतियों के टकराव के लिए भी किया जा सकता है।

हालांकि, अगर यह गोले के बीच टकराव है, तो इसे BoundingSphere.Intersects का उपयोग किए बिना एक साधारण गणना द्वारा निर्धारित किया जा सकता है।

• परिणाम (चाहे वह हिट हो) = गोले 2 की स्थिति और गोले की स्थिति के बीच की दूरी < गोले की त्रिज्या 1 + गोले की त्रिज्या 2

यदि आप इसे प्रोग्रामेटिक रूप से लिखते हैं

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

यह करने के लिए आता है। (ऊपर दी गई टकराव का पता लगाने की प्रक्रिया मानती है कि समावेशी क्षेत्र का केंद्र एक पूर्ण क्षेत्र की तरह मूल है, इसलिए यह मॉडल के समावेशी क्षेत्र के केंद्र को ध्यान में नहीं रखता है। यदि आप इस पर विचार करते हैं, तो यह निम्न जैसा दिखेगा)

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

सभी कोड

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);
        }
    }
}