圆形碰撞回弹不能正常工作

Question

我正在用C++写一点物理模拟，基本上是在屏幕上移动圆圈，当两个圆圈发生碰撞时，它们应该像弹子球一样弹跳。当这些圈子相互碰撞时，大多数时候它们实际上会无限地减速/它们看起来相互粘在一起并变得静止。有时候只有一个球会在碰撞中反弹，另一个会保持它的运动轨迹。这只是一个简单的2D模拟。

所以这里就是我对检测/跳弹逻辑：

bool Ball::BallCollision(Ball &b2) 
{ 
    if (sqrt(pow(b2.x - x, 2) + pow(b2.y - y, 2)) <= b2.radius + radius) // Test for collision 
    { 
     normal[0] = (x - (x + b2.x)/2)/radius; // Finds normal vector from point of collision to radius 
     normal[1] = (y - (y + b2.y)/2)/radius; 
     xvel = xvel - 2 * (xvel * normal[0]) * normal[0]; // Sets the velocity vector to the reflection vector 
     yvel = yvel - 2 * (yvel * normal[1]) * normal[1]; 

     ////x = xprev; // These just move the circle back a 'frame' so the collision 
     ////y = yprev; // detection doesn't detect collision more than once. 
        // Not sure if working? 
    } 
} 

我想不出有什么不对我的功能。感谢您提前提供任何帮助！

编辑： 每个变量声明为float

功能：

void Ball::Move() 
{ 
    xprev = x; 
    yprev = y; 
    x += xvel; 
    y += yvel; 
} 

void Ball::DrawCircle() 
{ 
    glColor3ub(100, 230, 150); 
    glBegin(GL_POLYGON); 
    for (int i = 0; i < 10; i++) 
    { 
     angle = i * (2*3.1415/10); 
     newx = x + r*cos(angle); 
     newy = y + r*sin(angle); 
     glVertex2f(newx, newy); 
    } 
    glEnd(); 
} 

循环：

run_prev.clear(); // A vector, cleared every loop, that holds the Ball objects that collided 

    for (int i = 0; i < num_balls; i++) 
    { 
     b[i].Move(); 
    } 

    for (int i = 0; i < num_balls; i++) 
    { 
     b[i].WallCollision(); // Just wall collision detecting, that is working just fine 
    } 

    //The loop that checks for collisions... Am I executing this properly? 
    for (int i = 0; i < num_balls; i++) 
    { 
     for (int j = 0; j < num_balls; j++) 
     { 
      if (i == j) continue; 
      if (b[i].BallCollision(b[j]) == true) 
      { 
       run_prev.push_back(b[i]); 
      } 
     } 
    } 

    for (int i = 0; i < num_balls; i++) 
    { 
     b[i].DrawCircle(); 
    } 

    //xprev and yprev are the x and y values of the frame before for each circle 
    for (int i = 0; i < run_prev.size(); i++) 
    { 
     run_prev[i].x = run_prev[i].xprev; 
     run_prev[i].y = run_prev[i].yprev; 
    } 

Answer 1

1. 只有当它们相互移动时，才会使球碰撞（反射运动向量）。如果他们彼此离开，不要处理碰撞。打破这个规则，他们会被粘在一起。
2. 处理碰撞时，一次更新两个球。一次不更新一个球。
3. 您的移动向量调整不正确。球不会互相反射，因为球可以以不同的速度移动。

正确的运动调整（假设球具有相同的质量）应该是类似的东西：

pos1 and pos2 = positions; 
v1 and v2 are movement vector (speed); 
n is collision normal == normalize(pos1 - pos2); 
collisionSpeed = dot((v2-v1), n); 
collisionSpeed *= elasticy; (0.0..1.0); 
v1 = v1 - dot(v1, n); 
v2 = v2 - dot(v2, n); 
v1 -= scale(n, collisionSpeed * 0.5); 
v2 += scale(n, collisionSpeed * 0.5); 

要理解公式，牛顿检查法（尤其是冲动）。或者查看Chris Hecker关于游戏物理学的论文。

Answer 2

你计算正常是错误的方式。 （x + b2.x）/ 2不一定是碰撞点，如果球的半径不相等。

Answer 3

目前尚不清楚你是如何调用这个函数的，但我认为我看到了这个问题。

假设您有Ball ballA和Ball ballB，它们在当前帧中发生碰撞，然后运行ballA.BallCollision(ballB)。

这将更新ballA的成员变量，并将其移回框架。但它不更新ballB的位置或轨迹。

即使您也打电话给对方（ballB.BallCollision(ballA)），它也不会检测到碰撞，因为当您调用ballA.BallCollision(ballB)时，它会将ballA移回框架。

Answer 4

我没有详细看过你的代码，但没有考虑到这种类型的碰撞只能在动量帧的中心工作。现在，我假设你的球具有相同的质量。你所做的是取两个动量（或速度，因为它们具有相同的质量）的平均值，并从速度中减去该平均值。执行你的计算，并加回平均值。 Here是我问到可能与此有关的问题。