检测与线的碰撞并限制移动答案

【问题标题】：Detect collision with lines and limit movement检测与线的碰撞并限制移动
【发布时间】：2019-04-15 23:05:39
【问题描述】：

我正在用 Java 中的 libGDX 制作游戏。我正在尝试进行碰撞检测。正如您在图像中看到的，我有一条线，它是一堵墙和一个具有指定半径的玩家。期望的位置是玩家试图进入的下一个位置。但是因为有一面墙，所以他被放置在速度矢量上的实际位置，但更接近上一个位置。我试图弄清楚如何检测到更近的位置？

我的尝试：

private void move(float deltaTime) {
    float step;
    beginMovementAltitude();
    if (playerComponent.isWalking())
        step = handleAcceleration(playerComponent.getSpeed() + playerComponent.getAcceleration());
    else step = handleDeacceleration(playerComponent.getSpeed(), playerComponent.getAcceleration());
    playerComponent.setSpeed(step);
    if (step == 0) return;
    takeStep(deltaTime, step, 0);
}
private void takeStep(float deltaTime, float step, int rotate) {
    Vector3 position = playerComponent.getCamera().position;
    float x = position.x;
    float y = position.y;
    int radius = playerComponent.getRadius();
    auxEnvelope.init(x, x + radius, y, y + radius);
    List<Line> nearbyLines = lines.query(auxEnvelope);
    float theta;
    int numberOfIntersections = 0;
    float angleToMove = 0;
    Gdx.app.log(step + "", "");
    for (Line line : nearbyLines) {
        VertexElement src = line.getSrc();
        VertexElement dst = line.getDst();
        auxVector3.set(playerComponent.getCamera().direction);
        auxVector3.rotate(Vector3.Z, rotate);
        float nextX = x + (step * deltaTime) * (auxVector3.x);
        float nextY = y + (step * deltaTime) * playerComponent.getCamera().direction.y;
        float dis = Intersector.distanceLinePoint(src.getX(), src.getY(), dst.getX(), dst.getY(), nextX, nextY);
        boolean bodyIntersection = dis <= 0.5f;
        auxVector21.set(src.getX(), src.getY());
        auxVector22.set(dst.getX(), dst.getY());
        auxVector23.set(nextX, nextY);
        if (bodyIntersection) {
            numberOfIntersections++;
            if (numberOfIntersections > 1) {
                return;
            }
            theta = auxVector22.sub(auxVector21).nor().angle();
            float angle = (float) (180.0 / MathUtils.PI * MathUtils.atan2(auxVector23.y - position.y, auxVector23.x - position.x));
            if (angle < 0) angle += 360;
            float diff = (theta > angle) ? theta - angle : angle - theta;
            if (step < 0) step *=-1;
            angleToMove = (diff > 90) ? theta + 180 : theta;
        }
    }
    if (numberOfIntersections == 0) {
        moveCameraByWalking(deltaTime, step, rotate);
    } else {
        moveCameraInDirection(deltaTime, step, angleToMove);
    }
}

【问题讨论】：

你尝试了什么，你的错误是什么？
在您提供的链接中，我没有看到将播放器置于“固定”位置的相关部分。我一开始尝试的是检查下一个位置是否与墙的距离小于半径。如果属实，我不会让玩家移动到那里。如果玩家的速度是固定的，这种行为很好。但是在我的游戏中，速度会根据输入加速和减速 - 所以如果速度高，玩家不会移动，但速度低时它会移动（在靠近墙壁减速时会产生一些“慢跑”移动效果）
您能否提供您在问题中描述的此尝试的代码？
是的，已发布到问题中
在第一种方法中似乎有很多行重复，这是实际代码吗？我猜不是，因为这不会编译（重复的变量名）。同样适用于第二种方法

标签： java libgdx 2d collision-detection

【解决方案1】：

这个想法是找到对象中心的路径和圆的半径移动的线的交点，看那张图。

首先，您需要找到一个normal 到该行。怎么做，要看线是怎么定义的，如果是两点定义的，公式是

nx = ay - by
ny = bx - ax

如果这条线是由规范方程定义的，那么 x 和 y 处的系数定义正常，如果我没记错的话。

找到法线后，我们需要对其进行归一化 - 通过将坐标除以向量长度将长度设置为 1。让它成为n。

然后，我们将在线上的起点、期望点和随机选择的点投影到n，将它们视为radius vectors。

向量a到向量b的投影是

project (a, b) = scalar_product (a, b) / length (b)**2 * b

但是由于b是长度等于1的n，所以我们不会应用除法，而且我们只想找到结果的长度，我们不乘以b。所以我们只用 n 计算scalar product 对于上述三个点中的每一个，得到三个数字，让 s 作为起点的结果，d 为所需的点，l 为线上的选定点。

那么我们应该用圆的半径来修改l：

if      (s < d) l -= r;
else if (s > d) l += r;

如果s = d，你的物体会沿着直线平行移动，所以直线不会阻碍它的移动。这是极不可能的情况，但应该处理。

另外，这很重要，如果 l 最初在 s 和 d 之间，但经过修改后不再介于两者之间，这是一种特殊情况您可能需要处理（例如限制对象移动）

另外，你应该计算 (d - s) / (l - s)。

如果结果大于或等于 1，则对象将不会到达该线。
如果结果介于 0 和 1 之间，则该线会阻碍移动，结果指示对象将完成的部分路径。 0.5 表示对象将中途停止。
如果结果是否定的，则表示该线在物体后面并且不会阻碍移动。

请注意，当使用浮点数时，结果不会完全精确，这就是我们处理这种特殊情况的原因。如果您想完全防止这种情况发生，请组织循环并尝试近似值，直到达到所需的精度。

【讨论】：