如何让弹跳球移动得更快？动态速度？答案

【问题标题】：How do I make bouncing ball move quicker? dynamic velocity?如何让弹跳球移动得更快？动态速度？
【发布时间】：2016-03-29 23:34:55
【问题描述】：

所以我现在有一个程序可以使用 JavaFX 在屏幕上移动一个弹跳球，现在我尝试在我的时间轴动画中重新格式化 Duration.millis() 下的某些值，我把它放得越低，球跑得越快但是，有人告诉我这不是最好的方法，我应该询问动态速度以添加到我的程序中这是我的球运动代码：

    public class BallPane extends Pane {

public final double radius = 5;
public double x = radius, y = radius;
public double dx = 1, dy = 1;
public Circle circle = new Circle(x, y, radius);
public Timeline animation;

public BallPane(){    
circle.setFill(Color.BLACK); // Set ball color
getChildren().add(circle); // Place ball into Pane

// Create animation for moving the Ball
animation = new Timeline(
    new KeyFrame(Duration.millis(10), e -> moveBall() ));
animation.setCycleCount(Timeline.INDEFINITE);
animation.play();
} 

public void moveBall() {
// Check Boundaries
if (x < radius || x > getWidth() - radius) {
    dx *= -1; //change Ball direction
}
if (y < radius || y > getHeight() - radius) {
    dy *= -1; //change Ball direction
}
x += dx;
y += dy;
circle.setCenterX(x);
circle.setCenterY(y);
} }

反过来，这将是一场乒乓球比赛，所以我将有 5 个级别，在每个级别中，我希望球移动得更快我可以通过降低 Duration.millis() 来做到这一点，但有人告诉我这不是增加速度的最佳方法，我该如何在不降低时间线动画参数中的 Duration.millis 的情况下执行此操作？我应该添加其他参数或其他速度方法吗？

【问题讨论】：

您可以将dx 和dy 乘以速度系数。

标签： java animation javafx game-physics velocity

【解决方案1】：

我想建议另一种方法：使用AnimationTimer、Vector calculation 和Forces。

球/精灵有属性：

PVector location;
PVector velocity;
PVector acceleration;

运动是通过向加速度施加力、向速度施加加速度和向位置施加速度来完成的：

public void applyForce(PVector force) {

    // Making a copy of the PVector before using it!
    PVector f = PVector.div(force, mass);
    acceleration.add(f);
}

public void move() {

    // set velocity depending on acceleration
    velocity.add(acceleration);

    // limit velocity to max speed
    velocity.limit(maxSpeed);

    // change location depending on velocity
    location.add(velocity);

    // clear acceleration
    acceleration.mult(0);
}

这是在每个精灵的游戏循环中完成的：

gameLoop = new AnimationTimer() {

    @Override
    public void handle(long now) {

        // physics: apply forces
        allSprites.forEach(s -> s.applyForce(Settings.FORCE_GRAVITY));
        allSprites.forEach(s -> s.applyForce(Settings.FORCE_WIND));

        // move
        allSprites.forEach(Sprite::move);

        // check boundaries
        allSprites.forEach(Sprite::checkBounds);

        // update in fx scene
        allSprites.forEach(Sprite::display);

    }
};

您可以在 gist 上找到完整的示例。球在地板上弹跳，取决于重力。风从左到右吹，所以球在那里移动。但是您可以在设置属性中轻松更改它。

别着急，代码不多，只是通用的Vector计算类比较长。但你只需要知道它的几个方法。

该示例使用风和重力。无论你想达到什么，只要施加它的力量。当然，对于您的问题，您可以简单地增加速度而不施加力。这完全取决于你想玩什么。

截图：

chapter 2.7 中提供了有关如何改变球因摩擦而弹跳的示例。这是 Daniel Shiffman 在他的书中使用的处理代码，但您会发现它很容易转换为 JavaFX：

for (int i = 0; i < movers.length; i++) {

    float c = 0.01;
    PVector friction = movers[i].velocity.get();
    friction.mult(-1);
    friction.normalize();
    friction.mult(c);

    movers[i].applyForce(friction);
    movers[i].applyForce(wind);
    movers[i].applyForce(gravity);

    movers[i].update();
    movers[i].display();
    movers[i].checkEdges();
  }

JavaFX 实现留给你。

您可能还对a video about how chapter 2.10（一切吸引一切）的样子感兴趣。如果你想实现这样的目标，编写代码真的不多。那code is also available。如果您对此更满意，它使用 Point2D 类。但是，您不应该使用 Point2D，因为它有一些限制，并且您必须始终创建新的 Point2D 对象，这可以通过自定义 Vector 类实现来避免。

【讨论】：

【解决方案2】：

我会以物理为中心：当你做这样的动力学时，你应该从你的加速度中得到你的速度和坐标。

每个程序滴答计算新的加速度（使用球的质量、重力常数、各种系数，如弹性系数或与空气的摩擦系数），所有这些都是向量。

然后你基本上会整合这些向量：加速度 -> 速度 -> 坐标。

完成此操作后，您只需要在该向量上调整加速度，以使您的球移动得更快/更慢，反弹或不反弹等等。

您可能需要检查Euler integration 来完成这项工作

Vector position, velocity, acceleration;

public void eulerIntegration(double dt){
    //TODO create the calculate acceleration method using your ball model
    acceleration = calculateAcceleration();
    velocity = acceleration * dt;
    position = velocity * dt;
}

【讨论】：