阻止世界碰撞检测

Question

我目前正在 XNA 中开发块世界引擎，但无法让碰撞检测和处理正常工作。世界位于一个以 ( z * width * width + y * width + x ) 为索引的数组中，并包含由字节表示的不同块。一切都很好，花花公子。或者我是这么想的。

我尝试了不同的碰撞处理技术，我目前正在使用计算玩家/相机方向的版本，在将其添加到位置之前，我用半个矢量检查每个单独的向量（x、y 和 z）单位偏移（以补偿 1.0 的块大小）相对于世界，并且仅在结果为零时应用它。到目前为止，一切都很好。现在，当我直接走进一个角落时，问题就出现了，因为 x 轴和 z 轴直到我进入立方体后才会相交/碰撞。

那么我该如何正确计算方块世界中的碰撞检测和处理呢？

我真的很想就此事提供一些意见，最好是更高/概念级别的意见，但当然也欢迎代码示例。

为了进一步解释我的情况，根据@A-Type 的回复：

所以，让我们在这里更准确地帮助我理解你。我的角色在各个方向都只有一个单位，这应该会让事情变得更容易。

首先，你认为我应该先更新我的角色位置，然后再检查碰撞吗？这将是我进行碰撞检测的首选方式，但如果它更容易，我会先检查并在可能的情况下稍后移动。

好吧，我知道玩家只能与 8 个立方体相交（在您的示例中为 12），并且舍入似乎也是一个非常好的主意，但我不太清楚 12 个立方体的过渡（再次在你的例子，我的应该是 8) 到只有 3。这会不会导致同样的问题，即不考虑角色立方体的角？

我曾尝试实现这一点但失败了，所以我认为更多的理论可能会做到这一点。 （我实际上已经让碰撞检测工作了，但在那些情况下，我完全失去了我的速度，而不仅仅是在碰撞方向上。）

谢谢你的时间！ 卡尔

Answer 1

好吧，让我们再试一次。在任何有效的系统中，碰撞检测都有两个基本阶段。有宽相位和窄相位，如果你愿意的话。 Wide-phase 使用不准确但廉价的方法来确定两个对象是否可以相交，并将它们传递到narrow-phase。 Narrow-phase 采用我们的两个候选对象并应用更复杂的物理来调解碰撞。

对于基于网格的世界，我们有一个非常简单且有利的宽相位碰撞方法。这就是网格本身。我们可以使用玩家的位置和大小来确定他可能相交的 8 个方块（从现在开始我们将使用您的案例）。请注意，在我最初的答案中，我似乎在谈论将其缩小到 3 个块——我让它比它需要的更复杂，尤其是对于 1 个块的字符。最简单的方法是：将角色的中心圆到网格的角，即8个方块的角相交的地方。然后选择这 8 个块进行窄相测试。请务必使用中点舍入，而不是使用整数时默认的下舍入。即，如果值为 1.53，则应舍入为 2，而 1.49999 应舍入为 1。

现在，狭窄的阶段我并没有真正涵盖太多。你问是先搬还是后搬，我觉得你需要先搬。我不是物理模拟大师，但我知道您首先要计算碰撞方向（字符中心减去块中心）。深度是这个向量的长度。如果您的块是 1 宽，那么您不希望该长度小于 1；这表明它们是相交的（基本上有点）。

现在，有很多方法可以从碰撞中“恢复”对象。我建议确定对象在哪个轴上碰撞最少。也就是说，如果您的碰撞方向向量的 X 分量最小，则意味着您的玩家最接近在 X 方向上的碰撞out。在该方向上施加与 X 方向上的碰撞深度成比例的反作用力。或者，如果您选择，只需将角色的位置设置为您想要离开的距离，而不要打扰力量。但是您只想将角色朝一个主要方向移动。这使事情变得更简单，并且不会阻碍沿地面或沿墙壁的移动。

这样想：假设您的角色每一帧都因重力而落入地面 0.3。现在，假设当他落入这个框架时，他位于街区的中心。这意味着他与下方方块的碰撞深度为 (0.5, 0.3, 0.5)（其中 X 为侧向，Y 为向上，Z 为向前）。如果您在所有这些方向上施加恢复力，您将让玩家向左、向后和在地面上方移动。最后一点是你唯一想做的部分。因此，忽略较大的碰撞轴，仅在较小的 (Y) 轴上恢复。现在你的角色的水平移动不受阻碍，他停留在地面上。

Answer 2

利用您的世界格式创建比检查每个块更有效的碰撞算法。

假设您的块有一个 3D 字节数组，其中 0 是一个空白空间，我强烈建议您将玩家的位置四舍五入到您世界中的一组网格空间，并检查是否有任何这些空间不为 0。然后针对非空块执行碰撞处理代码。

例如，如果您的角色的高度为 2，宽度/深度为 1（就像 Minecraft 中的史蒂夫），他最多可以同时与 12 个网格空间相交（4 个在他的头上方，4 个在他的腰部，4 个在他的下方英尺），至少 2 英尺（如果他与网格完全对齐）。

将角色的主体翻译成网格术语。将字符的位置四舍五入到一个网格单元格，然后检查它周围的 12 个空格（如果他是 2x1）。如果有任何不为空，请在这些块和您的角色之间执行碰撞解决。您检查哪些相邻块取决于您四舍五入的方向。例如，如果您的角色的位置是 (3.4, 2.7, 1.1)，您可以将其四舍五入为 (3, 3, 1)，然后检查哪些块大于 1 X 方向，Y 方向 1 LESS，Z 方向 1 GREATER，因为您分别将 DOWN、UP 和 DOWN 四舍五入。

我希望这也许是可以理解的。如果没有，请发表评论。我不知道具体为什么，但我似乎无法按照我应该的方式解释这个概念，尤其是因为我已经做了近一年的此类事情了。