Sprendimas dėl susidūrimo su kamuoliu

suvestinė

Sfera, apimanti kiekvieną modelį, naudojama priimant sprendimą dėl smūgio. Šiame pavyzdyje susidūrimo aptikimas atliekamas dviem sferų modeliams.

Darbo aplinka

Būtinosios sąlygos

Darbo aplinka

Kaip dirbti su pavyzdžiu

medžiaga

Apie "Hit Judgment"

Šaudymo žaidimuose ir veiksmo žaidimuose įvyksta įvairūs susidūrimai, tokie kaip simbolių ir kulkų susidūrimai, susidūrimai tarp simbolių, todėl būtina parašyti programą, kad juos būtų galima įvertinti. Programoje tai paprastai vadinama susidūrimo aptikimu. Yra įvairių pataikymo sprendimų modelių, nuo paprastų iki sudėtingų matematiškai ir fiziškai. Apskritai, žaidimai dažnai atliekami siekiant sumažinti apdorojimo apkrovą, o ne tikslumą, ir jei šioje srityje nėra didelių nukrypimų, nesvarbu, ar jis nėra tikslus.

Šis patarimas apibūdina labiausiai paplitusį ir mažiausiai apsunkinantį "kamuolio į kamuolį" pataikymo aptikimą. Kadangi tai yra sfera ir sfera, mes kalbame apie susidūrimo sprendimą trimatėje erdvėje, tačiau beveik tą patį procesą galima pakeisti susidūrimais tarp apskritimų dvimatėje erdvėje.

Kaip veikia kamuolio ir kamuolio pataikymo sprendimas

Sferų ir sferų susidūrimui nustatyti naudojami du parametrai: kiekvieno modelio "padėtis" ir modelio dydžio "spindulys". Norint nustatyti, ar šie du parametrai yra teisingi, lengva suprasti, žiūrint į toliau pateiktą paveikslėlį.

• P: Modelio padėtis L: Atstumas tarp dviejų taškų (P2–P1) R: rutulio spindulys

Jei "atstumas tarp dviejų modelių" yra "L", o "dviejų modelių spindulių suma" yra "R", tada "L < R" reiškia, kad jie susiduria. Kita vertus, jei tai yra "L > R", tai reiškia, kad susidūrimo nėra. "L = R" susidūrimo aptikimas neturi reikšmės nė vienam.

laukas

/// <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;

Galite parašyti savo programą pataikymo aptikimo procesui, tačiau "XNA Framework" turi struktūrą, vadinamą "BoundingSphere", kuri leidžia lengvai valdyti sferos parametrus ir pataikymo aptikimą, todėl norėčiau jį naudoti.

Kiekviename įkelto modelio klasės "ModelMesh" jau yra sferos informacija "BoundingSphere", apimanti modelį, todėl mes paruošėme lauką "baseBoundingSphere", kad jį gautume.

Kitos funkcijos apima kiekvienos sferos padėtį, "BoundingSphere", naudojamą dviejų sferų smūgiui nustatyti, ir susidūrimo vėliavą.

Apkrova

// 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;

Kiekvienas modelio "ModelMesh" turi "BoundingSphere" ypatybę, leidžiančią gauti informacijos apie sferą, apimančią modelį "ModelMesh". Kadangi mūsų naudojamas modelis turi vieną ModelMesh, mes nukopijavome įtraukią sferą iš pirmojo indekso į baseBoundingSphere.

Kadangi sferos spindulys yra fiksuotas, spindulys yra iš anksto nustatytas dviejų ribojančių sferų spindulio ypatybėje.

Pataikė į teismą

// 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);

Naudokite "BoundingSphere.Intersects" metodą, kad nustatytumėte susidūrimus tarp sferų. Kadangi mes jau turime spindulį, nustatytą dviem "BoundingSpheres", mes nustatome "BoundingSphere.Center" savybę į sferos padėtį ir pradinės skėtinės sferos centrines koordinates. Pridedamos pradinės sferos centro koordinatės, nes inkliuzinės sferos centras nebūtinai yra kilmė.

Jei nurodysite kitą "BoundingSphere" kaip argumentą "BoundingSphere.Intersects", jis grąžins "bool", kad pamatytų, ar jis susiduria, ar ne, todėl mes jį gausime. Ši vėliavėlė naudojama simboliams piešti, kad pamatytumėte, ar jie teisingi.

Kaip apskaičiuoti nukentėjusį teismą

"XNA Framework" suteikia naudingą susidūrimo aptikimo struktūrą, vadinamą "BoundingSphere", kuri gali būti naudojama ne tik sferoms, bet ir susidūrimams su skirtingomis formomis, tokiomis kaip spinduliai (linijos) ir dėžės.

Tačiau jei tai yra sferų susidūrimas, jį galima nustatyti paprastu skaičiavimu, nenaudojant BoundingSphere.Intersects.

• Rezultatas (ar jis pataikytas) = atstumas tarp 2 sferos padėties ir 1 sferos padėties < sferos spindulys 1 + sferos spindulys 2

Jei rašote programiškai

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

Jis ateina. (Aukščiau pateiktame susidūrimo aptikimo procese daroma prielaida, kad įtraukiosios sferos centras yra kilmė, kaip ir tobula sfera, todėl neatsižvelgiama į modelio įtraukiosios sferos centrą.) Jei apsvarstysite, tai atrodys taip)

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

Visi kodai

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);
        }
    }
}