如何获得更平滑的 2d 弹丸物理答案

【问题标题】：How to get smoother 2d projectile physics如何获得更平滑的 2d 弹丸物理
【发布时间】：2014-07-14 13:43:04
【问题描述】：

所以我想开始开发一款 2D 平台游戏，而我要到明年才能从事物理学工作，所以我在一本旧物理书中找到了方程式，我不得不帮助找到 x 和 y 位置以及他们的速度。问题是，它们似乎加速太快，因为渲染太慢了。这不是程序的错，是我的错，因为我不知道如何减慢加速速度以使其看起来更顺畅。这是我正在使用的球类的代码（我知道代码绝对是一团糟！我只是在乱七八糟地试图让方程式正确......如果我在工作，我永远不会这样写我的代码在一个严肃的项目上，所以请不要提醒我它看起来很糟糕）

import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Graphics2D;

import javax.swing.JComponent;


public class Ball extends JComponent{
    public double xpos;
     double oX;
     double oY;
     double ypos;
    double xvel;
     double yvel;
     long time;
     double oxvel;
     double oyvel;
    long angle = 45;
    long startTime = System.currentTimeMillis();

    public Ball(int p1, int p2, long t){
        xpos = p1;
        oxvel = 50;
        oX = p1;
        ypos = p2;
        time = t;
        oyvel = -50;

    }

    public void update(){
        xvel = (oxvel*Math.cos(45));
        yvel = (oyvel*Math.sin(45)) + (9.8*time);
        if(!(xpos + xvel + 10 > getWidth())&&!(xpos + xvel < 0))
            xpos +=xvel;
        if(!(ypos + yvel + 10 > getHeight())&&!(ypos + yvel <= 0))
            ypos+=yvel;
        time++;
    }

    public void paint(Graphics g){
        Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;
        g2d.setColor(Color.RED);
        g2d.fillOval((int)xpos, (int)ypos, 15, 15);
    }
}

【问题讨论】：

您的物理特性似乎与渲染速率密切相关。这很可能是你的问题。此外，为什么时间是整数（或长整数）而不是双精度数？
相关stackoverflow.com/questions/21783858/…
1- 确保您在某个时候调用 repaint 以便重新绘制组件，并且 2- 使用 paintComponent 或 paint，因为您正在破坏绘制链，它可以导致一些奇怪和 3- 在执行任何自定义绘画之前调用 super.paintComponent

标签： java physics projectile

【解决方案1】：

您有硬编码时间，在您的更新循环中，您只需将加速度乘以预先计算的时间步长（1 个任意单位，使用秒单位会更好），您假设每次都是相同的，这总是导致跳动的动作。您应该改为将 variable 时间步传递给方法并使用它。这意味着无论渲染的速度有多快，您都会获得平滑的运动。请记住，您可能会要求 1/60 秒的帧，但您不会总是得到准确的结果。

public void update(double time){
    xvel = (oxvel*Math.cos(45));
    yvel = (oyvel*Math.sin(45)) + (9.8*time);
    if(!(xpos + xvel + 10 > getWidth())&&!(xpos + xvel < 0))
        xpos +=xvel*time;
    if(!(ypos + yvel + 10 > getHeight())&&!(ypos + yvel <= 0))
        ypos+=yvel*time;
}

在整个循环中，您将测量实际时间步长并通过它。您可以使用System.currentTimeMillis(); 进行测量

long previousStep=System.currentTimeMillis();
public void gameLoop(){
    long newStep=System.currentTimeMillis();
    double frameTime=(newStep-previousStep)/1000.0;

    ball.update(frameTime);
    previousStep= newStep;
}

time 很可能不是long，而应该是double，以整数增量实时测量很难正确。

【讨论】：

在更新中，应该也是xpos += xvel*time和ypos += yvel*time，这可能是模拟加速的最初问题。

【解决方案2】：

Euler 方法对于忠实的物理模拟非常不利，尤其是当您采用与两帧之间的时间一样大的时间步长时。要么每帧执行 10-20 个模拟步骤，要么使用更高阶的积分方法。

即使使用欧拉方法，您也需要在微分系统的所有部分应用时间步长。原来如此

velocity += acceleration*timestep
position += velocity*timestep

如果你打算让它成为某种辛积分器，假设加速度是由梯度力场产生的并且只取决于位置，那么交换零件，先更新位置，

position += velocity*timestep
velocity += acceleration*timestep

【讨论】：