Решение о столкновении мяча с мячом

сводка

Сфера, охватывающая каждую модель, используется для вынесения суждения о попадании. В этом примере обнаружение коллизий выполняется для двух сферических моделей.

Условия эксплуатации

Необходимые условия

Условия эксплуатации

Как работать с образцом

вещество

О Hit Judgment

В стрелялках и экшн-играх происходят различные коллизии, такие как столкновения между персонажами и пулями, а также столкновения между персонажами, поэтому необходимо написать программу, чтобы судить их. В программе это обычно называется обнаружением коллизий. Существуют различные модели оценки попаданий, от простых до сложных математически и физически. Вообще, игры часто делаются для снижения нагрузки на обработку, а не для точности, и если нет экстремальных отклонений в области, не имеет большого значения, если она не точна.

В этом совете описаны наиболее распространенные и наименее обременительные способы обнаружения ударов «от мяча к мячу». Поскольку это сфера и сфера, мы говорим о суждении о столкновении в трехмерном пространстве, но можно подставить почти тот же процесс для столкновений между окружностями в двумерном пространстве.

Как работает судейство по мячу и мячу

Для определения столкновения сфер и сфер используются два параметра: «положение» каждой модели и «радиус» размера модели. Для того, чтобы определить, верны ли эти два параметра, это легко понять, взглянув на рисунок ниже.

• P: Положение модели L: Расстояние между двумя точками (P2-P1) R: Радиус сферы

Если «расстояние между двумя моделями» равно «L», а «сумма радиусов двух моделей» равно «R», то «L < R» означает, что они сталкиваются. С другой стороны, если это «L > R», это означает, что столкновения нет. Обнаружение столкновений "L = R" не имеет значения ни для того, ни для другого.

поле

/// <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;

Вы можете написать свою собственную программу для процесса обнаружения попаданий, но XNA Framework имеет структуру под названием "BoundingSphere", которая позволяет легко обрабатывать параметры сферы и обнаружения попаданий, поэтому я хотел бы использовать ее.

Каждый объект ModelMesh загруженного класса Model уже содержит информацию о сфере "BoundingSphere", которая охватывает модель, поэтому мы подготовили поле "baseBoundingSphere" для ее извлечения.

Другие функции включают положение каждой сферы, BoundingSphere, используемый для определения влияния двух сфер, и флаг столкновения.

Груз

// 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;

Каждый объект ModelMesh в модели имеет свойство BoundingSphere, которое позволяет получить информацию о сфере, охватывающей модель в ModelMesh. Поскольку модель, которую мы используем, имеет один ModelMesh, мы скопировали инклюзивную сферу из первого индекса в baseBoundingSphere.

Так как радиус сферы фиксирован, радиус задается в свойстве Radius двух BoundingSphere.

Удар Правосудие

// 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);

Используйте метод BoundingSphere.Intersects для определения столкновений сфер-сфер. Поскольку у нас уже есть заданный радиус для двух BoundingSpheres, мы устанавливаем свойство BoundingSphere.Center в положение сферы плюс координаты центра исходной сферы-зонтика. Центральные координаты исходной сферы добавляются, так как центр инклюзивной сферы не обязательно является началом координат.

Если вы укажете другой BoundingSphere в качестве аргумента для BoundingSphere.Intersects, он вернет bool, чтобы увидеть, конфликтует он или нет, так что мы получим его. Этот флаг используется для рисования символов, чтобы проверить их правильность.

Как рассчитать суждение о попадании

XNA Framework предоставляет полезную структуру обнаружения коллизий под названием BoundingSphere, которую можно использовать не только для сфер, но и для столкновений с различными формами, такими как лучи (линии) и прямоугольники.

Однако, если это столкновение между сферами, его можно определить простым вычислением без использования BoundingSphere.Intersects.

• Результат (попадет ли в него) = Расстояние между положением Сферы 2 и положением Сферы 1 < Радиус Сферы 1 + Радиус Сферы 2

Если вы пишете его программно

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

Доходит до того. (Приведенный выше процесс обнаружения коллизий предполагает, что центр инклюзивной сферы является началом координат, как идеальная сфера, поэтому он не учитывает центр инклюзивной сферы модели.) Если учесть, то это будет выглядеть следующим образом)

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

Все коды

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);
        }
    }
}