弹跳球的随机角度

Question

我正在尝试让球在窗户周围弹跳。取决于球撞击墙壁的距离和角度将决定它的反射。您可以在图片中看到黑色轨迹撞击内半部的对面墙壁......而灰色轨迹表示它是否要反射并撞击另一半......这会减小反射角度。

我不确定我的想法是否正确...我正在尝试以度数表示坐标。

因此，鉴于图片...您将获取这些增量，然后获得度数...

degree = Math.atan2(相反/相邻) = (-4/-2)

我的代码

public class Calculate {

public Calculate() {
    System.out.println(getCalc(7,5,4,0));       
}

public double getCalc(int x1, int x2, int y1, int y2) {
    double deltaX = Math.abs(x2-x1);
    double deltaY = Math.abs(y2-y1);
    double degrees = Math.toDegrees((java.lang.Math.atan2(deltaX, deltaY)));

    return degrees;
}

}

给出输出：26.56505117707799

所以现在我知道球会以 26 度角从墙壁反射（因为那是入射角）。但我不希望球一定会从每面墙上均匀反射，这样会增加可变性。

我的问题：

• 我是否正确计算了球的角度？
• 如何根据反弹在墙上的位置为反弹添加可变性？
• 获得以度为单位的角度后，如何将其转换回坐标？

谢谢！

Answer 1

我是否正确计算了球的角度？

您的绘图未按比例绘制。 26 度是从垂直于墙壁的直线测量的。

如何根据弹跳在墙上的位置为弹跳添加可变性？

您已经建议了一个随机角度。您还可以根据与墙中心的距离调整反射角度。

将您的反射角度计算放入自己的方法中。您可以调整计算，直到您的计算为您提供所需的“随机性”。

一旦我得到了以度为单位的角度，如何将其转换回坐标？

将度数转换为弧度，然后计算SAS of the triangle。只需在模型中保留您的角度为弧度，然后在您的显示/诊断方法中转换为度数。

Answer 2

我认为球与表面的距离对角度并没有真正的影响。球离开表面之前的角度应该是相同的（镜面反射）。

您可以通过思考橡皮球会发生什么来添加一些可变性，因为它会根据力等在撞击时发生一些变化，因此每次的反射并不完全相同。您可以简单地随机添加或删除一两个学位，然后看看效果如何。

一旦你有了一个角度，它就会再次归结为三角学。您有一个角度，并且您知道斜边（我假设取决于您的帧速率和球速，球会从表面行进一定量）。因此，您需要从中获取三角形的相邻线和相反线。

例如：

sin(angle) * hypothenuse = opposite (so Y offset from the surface).

cos(angle) * hypothenuse = adjacent (so X offset from the point of contact).

只需从接触点的坐标中添加或删除（取决于方向）相邻和相反的值。

Answer 3

如果你想让它看起来有点随机，你可以对旋转进行一些建模——它不必太复杂。

如果它没有旋转并以 45 度角撞到墙上，它就会使球旋转。当它撞到下一堵墙时，旋转会增加角度，旋转会增加（或减少）角度。我认为旋转/角度组合也会影响它从墙上掉下来的速度（只是想象现实生活中的情况）

这会使它在没有真正随机的情况下发生变化——但我不知道它实际上会如何——你可能必须应用其他限制（我认为必须有一种方法来限制最大旋转） .

我敢打赌，如果您不只是想制定规则，那么有一本简单的物理学书可以提供足够的模型来模拟这个，而无需深入研究数学。