粒子（布料）到球体的碰撞答案

【问题标题】：Particle (cloth) to sphere collision粒子（布料）到球体的碰撞
【发布时间】：2015-07-10 11:47:43
【问题描述】：

将球体约束添加到布料模拟的正确方法是什么？

我正在尝试添加一个限制Skeel Lee's cloth simulation source code 的球体（或胶囊），但我不确定如何正确执行。

我创建了一个相当简单的约束，它将粒子以相反的方向“踢”出球体（从矢量到中心的相反方向）：

void SatisfySphereConstraints()
{
    foreach (var simObj in this.simObjects)
        simObj.CurrPosition += SphereConstraint(simObj.CurrPosition, _center, _radius);
}

Vector3 SphereConstraint(Vector3 position, Vector3 center, float radius)
{
    var delta = position - center;
    var distance = delta.Length();
    if (distance < radius)
        return (radius - distance) * delta / distance;

    return Vector3.Zero;
}

然后我在现有代码中插入了方法：

ApplyForces();
Integrate();

for (var i = 0; i < constraintIterations; i++)
{
    foreach (Constraint constraint in constraints)
        constraint.SatisfyConstraint();

    SatisfySphereConstraints(); // <-- I added it here
}

碰撞代码在这种情况下工作得很好（C 是球体的中心，P 是当前粒子位置，P' 是解析位置）：

但是如果粒子移动得很快就会出现问题，因为那时粒子基本上会跳到球体的另一边（P1 是之前的位置，P2 是当前位置，P' 是我如何认为应该解决），而不是回到之前的位置：

由于这是一个布料模拟，在这种情况下，布料基本上会跳过球体，而不是被球体“停止”。

现在，我可以尝试返回上一点的方向，但由于球体可能也在移动，我不确定 P1 是否是一个有效位置（以及它是否有意义）。此外，它的计算成本似乎更高——我应该这样做吗？

【问题讨论】：

抱歉，在链接中找不到代码，能否提供源代码链接？

标签： algorithm simulation physics collision particles

【解决方案1】：

像布一样的东西卡在障碍物的错误一侧并卡在那里并不少见。更常见的是在检测到碰撞时快速移动的对象重叠过多。

一个常见的解决方案是，在检测到碰撞时，将上一步细分，直到碰撞不太严重，然后再解决它。我认为您会发现在您的情况下尝试检测碰撞有多深是很困难的，但是如果您可以限制系统中球体的最高速度，您可以对发生固定次数的碰撞的帧进行二进制分割并假设就够了？

if (it collides at time T and didn't at T-1)
    if (it collides at T-0.5)
        try T-0.75
    else
        try T-0.25

等等……

你是否准备好接受它有时会出错，或者它必须总是一个好的结果？

【讨论】：