cocos2d-x 物理引擎box2d

转自:http://blog.csdn.net/bill_man/article/details/7229747

在游戏中我们经常要加入物理碰撞等和物理有关的内容,在游戏中加入物理引擎可以使我们的游戏更加真实,为玩家展示一个更真实的世界,cocos2d-x支持两个物理引擎Box2dChipmunk,本文介绍box2d

Box2D 是用可移植的 C++ 来写成的。引擎中定义的大部分类型都有 b2 前缀,可以把它和我们游戏中的其他元素区分开来。

Box2d中有很多概念。

1.刚体

即是物理学中的质点,只有位置,没有大小,它又可以区分为以下几类

静态刚体:静态刚体没有质量,没有速度,只可以手动来改变他的位置

棱柱刚体:棱柱刚体没有质量,但是可以有速度,可以自己更新位置

动态刚体:动态刚体有质量也有速度

物理引擎需要首先定义一个描述类,然后再根据描述类通过世界创建某个对象。创建刚体时需要有两个步骤,一是生成一个刚体定义,二是根据刚体定义生成刚体。在刚体创建时定义中的信息会被复制,也就是说创建完成后刚体只要没被释放掉,就还可以重复使用。

//定义刚体

b2BodyDef groundBodyDef;

groundBodyDef.position.Set(screenSize.width/2/PTM_RATIO, screenSize.height/2/PTM_RATIO);

//生成刚体

b2Body* groundBody = world->CreateBody(&groundBodyDef);

2.形状

通过关联添加到刚体上,碰撞可以根据形状来判定,具有摩擦和恢复等材料特性。

b2PolygonShape groundBox;

// bottom

groundBox.SetAsBox(screenSize.width/2/PTM_RATIO, 0, b2Vec2(0, -screenSize.height/2/PTM_RATIO), 0);

3.关联

关联是一种附加在刚体上的属性,一个刚体可以有多个关联,创建关联时,需要定义关联的信息,然后通过刚体创建关联,当关联被创建时关联定义中的信息也会被保留,也可以重用

//定义并创建关联

b2FixtureDef fixtureDef;

fixtureDef.shape = &dynamicBox;

fixtureDef.density = 1.0f;

fixtureDef.friction = 0.3f;

body->CreateFixture(&fixtureDef);

4.链接

链接可以联系多个缸体,使得刚体之间相互影响,同样的,也需要首先定义信息,之后通过世界创建链接,同样的,信息也可以被保留,从而重用

另外链接还支持限制和马达,限制就是限制物体运动的角度,马达就是依照关节中的限制来约束物体

链接有旋转,棱柱和距离等

b2RevoluteJointDef rjd;

rjd.Initialize(m_attachment, m_platform, b2Vec2(0.0f, 5.0f));

rjd.maxMotorTorque = 50.0f;

rjd.enableMotor = true;

m_world->CreateJoint(&rjd);

5.约束

一个约束就是消除物体自由度的物理连接。在 2D 中,一个物体有 3 个自由度。如果我

们把一个物体钉在墙上(像摆锤那样),那我们就把它约束到了墙上。这样,此物体就只能绕着这个钉子旋转,所以这个约束消除了它 2 个自由度。

还有一种不须你创建的接触约束,一个防止刚体穿透,以及用于模拟摩擦和恢复的特殊约束。

6.世界

世界是遵循物理的空间,以上的所有都存在于世界中,可以创建多个世界,但很少这样用

创建世界需要两个步骤,一是生成重力向量,二是根据重力生成世界对象

//生成重力向量

b2Vec2 gravity;

gravity.Set(0.0f, -10.0f);

//生成世界对象

bool doSleep = true;

world = new b2World(gravity);

world->SetAllowSleeping(doSleep);

world->SetContinuousPhysics(true);

 

 

由于box2d的内容比较多,它也有自己的testbed例子,所以关于比较深入的box2d引擎内容,我准备单开一个专题去研究它的testbed例子,当然,是嵌入到我们的cocos2d中的testbed,因为box2d本身就是用C++编写的,所以区别不是很大。

首先看一下box2dtest这个例子,这个例子相对简单

cocos2d-x 物理引擎box2d_第1张图片

就是可以点击屏幕,在屏幕中生成方块,然后方块之间有碰撞,就这么简单,但是带出了整个cocos2d-x的框架。

cocos2d-x 物理引擎box2d_第2张图片

第一步当然是构建整个世界,正如上一节所说的,建立重力,通过重力构建生成世界,当然,这也是使用这个引擎new构建为数不多地方,因为有世界才有一切

第二步就是构建地面及墙壁,这里面的做法略有不同,因为要构建一个空心的物体,因此我们不能直接定义,而是分别定义长方体里的四个边。

另外一个需要注意的地方就是我们进行了长度的转换,由于box2d采取的现实世界的米作为计量长度的单位,这里要注意的是长度范围在0.1m10m范围内的物体模拟的效果更好,所以我们要把我们的像素级的长度单位转换为米的单位就要除以PTM_RATIO(定义32像素为1米)。

需要说明的是,这里我对例子进行了修改,例子是以屏幕的中心为锚点,而我,是以原点为锚点的,我觉得这样更好理解。


 

cocos2d-x 物理引擎box2d_第3张图片

之后使用批处理精灵类管理所有的盒子,先生成格子的定义,在通过定义生成物体

cocos2d-x 物理引擎box2d_第4张图片

可以看到类型是动态刚体,另外值得注意的就是用userData这个参数保留了我们的对象,从而完成了对象和刚体的绑定

之后再绑定形状,先生成形状,在通过关联来绑定形状

cocos2d-x 物理引擎box2d_第5张图片

在初始化方法里调用scheduleUpdate()使得模拟出每个时间步更新,并在update中进行更新,如下图所示。Box2d是通过定期调用step来更新动画的,step的第一个参数是时间步,这里我进行了修改,因为dt会不同,所以不建议用dt来作为时间步,而要给他一个固定的时间步这样才不会显得动画时快时慢,第二个参数是速度迭代次数,推荐8次,超过10次的基本看不出效果的提升,第三个参数是位置迭代,这个1次就行,底下的步骤就是遍历整个世界,找出对应精灵的刚体,进行位置更新就可以了

cocos2d-x 物理引擎box2d_第6张图片

关于物理引擎的深入研究,我想再开一个系列的文章来单独谈,因为这个的例子写的也很好,对不同类型游戏的开发都很有用

刚开始研究此引擎,如有错误之处,希望大家多多指正

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