类似于“马里奥”的 2D 横向卷轴游戏中的碰撞反应

Question

在过去的几周里，这一直困扰着我。在这段时间里，我一直在网上研究，甚至在 Borders 的计算机部分阅读书籍试图找到答案，但我没有太多运气。

我为横向卷轴视频游戏编写了一个 2D 关卡编辑器。现在我想把它变成一个游戏，我有一个可以跑跳来探索关卡的玩家，类似于“马里奥”。

真正给我带来麻烦的是碰撞响应（不是检测：我已经知道如何判断两个块是否正在碰撞）。以下是我将要说明的一些场景，以便您了解我的问题（阴影块是地面，箭头是玩家的速度矢量，虚线是玩家的投影路径）。

查看此碰撞响应场景图片：

http://dl.dropbox.com/u/12556943/collision_detection.jpg

假设场景 (1) 和 (2) 中的速度向量相等（方向和大小相同）。然而，在场景 (1) 中，玩家正在撞到块的侧面，而在场景 (2) 中，玩家正在降落在块的顶部。这让我得出结论，确定碰撞响应不仅取决于玩家的速度矢量，还取决于玩家与碰撞块的相对位置。这引出了我的第一个问题：知道玩家的速度向量和相对位置，我如何确定玩家从哪个方向（左侧、右侧、顶部或底部）与块碰撞？

我遇到的另一个问题是，如果玩家与同一帧中的多个块发生碰撞，如何确定碰撞响应。例如，假设在场景 (3) 中，玩家同时与这两个块发生碰撞。我假设我将不得不遍历玩家正在碰撞的每个方块，并相应地调整每个方块的反应。总结一下，这是我的第二个问题：如果玩家与多个方块发生碰撞，我该如何处理碰撞响应？

请注意，我从未透露我正在使用的编程语言；这是因为我希望你不知道（虽然不是私人的：]）。我对伪代码比查看特定语言的代码更感兴趣。

谢谢！

Answer 1

我认为XNA's example platform game 处理冲突的方式可能对您很有效。我将这个答案发布到了一个非常相似的问题elsewhere on Stack Overflow，但也会在这里转发。

1. 应用移动后，检查并解决碰撞。
2. 根据玩家的边界框确定玩家重叠的图块。
3. 执行以下操作遍历所有这些图块：（通常不会很多，除非您的玩家与您的世界图块相比很大）
   1. 如果正在检查的图块无法通过：
      1. 确定玩家在 X 轴和 Y 轴上与不可通过的图块重叠的距离
      2. 通过将玩家移出该图块来解决碰撞仅在浅轴上（无论哪个轴穿透最少）
         • 例如，如果 Y 是浅轴并且碰撞在下方，则将播放器向上移动以不再与该图块重叠。
         • 类似这样的东西：if(abs(overlap.y) < abs(overlap.x)) { position.y += overlap.y; } else { position.x += overlap.x; }
      3. 根据玩家的新位置更新边界框的位置
      4. 转到下一个图块...
   2. 如果正在检查的图块是可以通过的，则什么也不做
4. 如果解决碰撞可能会使玩家进入另一个碰撞，您可能需要再次运行上述算法。或者重新设计你的关卡。

此逻辑的 XNA 版本位于 player.cs 中的 HandleCollisions() 函数中，如果您有兴趣获取他们的代码以查看他们在那里具体做了什么。

Answer 2

因此，让这变得更棘手的是不断调整玩家位置的重力。如果你的玩家跳到了一个街区的顶部，他们不应该反弹，他们应该降落在街区的顶部并停留在那里。然而，如果玩家在左侧或右侧击中一个方块，他们不应该只是呆在那里，重力必须将他们拉下来。我认为这大致是您的问题。

我认为您需要将重力和玩家速度这两种力与碰撞检测/响应算法分开。如果玩家与方块发生碰撞，无论方向如何，都使用玩家的速度，只需将玩家的位置移动到碰撞边缘，然后从玩家的速度中减去相等和相反的向量，因为不这样做会导致他们再次与目的。您将需要计算交点并将玩家的位置放置在块上。

在旁注中，您可以通过玩家碰撞哪种类型的障碍物来改变真正大的力量，从而允许有趣的反应，例如如果玩家跑得足够快（即玩家的速度>而不是力量）就可以突破障碍物块）

然后继续对玩家的位置施加恒力重力，并继续进行正常计算以确定玩家是否已到达地板。

我认为通过将这两个概念分开，您就有了一个非常简单的直接碰撞响应算法，并且您有一个相当简单的重力地板算法。这样你就可以改变重力而不必重做你的碰撞响应算法。比如说水位、空间位等，碰撞检测响应都是一样的。

Answer 3

最近想了很久。

我正在使用分离轴定理，因此如果我检测到碰撞，我会继续将对象投影到归一化速度矢量上，并在负速度矢量的方向上移动该距离。假设对象来自安全的地方，此解决方案将在碰撞后将对象定位在安全的地方。

可能不是您想要得到的答案，但希望它能为您指明正确的方向？