涉及非常快速旋转的物体的碰撞检测

问题描述

我正在开发一款 2D 游戏,其中包含会影响高速(并且可能非常快速旋转)的多边形目标对象的高速射弹。我一直在试验和寻找适合我的强大的碰撞检测算法。

如果快速旋转不是一个因素(即 0 或慢速旋转),那么我可以只使用光线投射,我在过去甚至在这个项目中都取得了普遍的成功。但是,在一些涉及快速旋转的边缘情况下,该系统可能会崩溃。例如,检查以下图像:

The projectile (black circle) is moving straight down very fast. The target (red rectangle) is rotating approximately 180°/frame. The projectile should contact the target some time between the 0th and 1st frame,but instead will completely miss.

在上面的例子中,弹丸(黑色圆圈)直线向下移动的速度非常快,目标(红色矩形)大约旋转 180°/帧。射弹应该在第 0 帧和第 1 帧之间的某个时间接触目标,但会完全未命中。

大多数情况下,这可以通过在每帧之间使用较小的谨慎时间步长来解决,但由于物体移动的速度很快,这将产生其自身的碰撞检测问题。更不用说计算成本了。我还尝试了一个复杂的非线性射线投射解决方案,其中我 (1) 获得射弹相对于目标的速度矢量,并创建 x 和 y 位置与时间的函数,(2) 转换 x(t ) 和 y(t) 到 polar 以获得 r(t) 和 θ(t),(3) 将目标的旋转速度添加到 θ(t),(4) 转换回笛卡尔。这当然会导致表示射弹在框架内运动的非线性“射线”。使用这条“射线”来寻找与目标的碰撞点会产生一个方程组,该方程组通常无法解析求解,而且数值求解的成本太高。或者,代替 (4),我可以将目标线段的参数方程转换为极坐标,然后再次尝试求解方程组,但这次是极坐标。这个系统似乎一团糟,同样不可行。

有没有人有过类似的经验,或者对解决这个问题的算法有什么建议?提前致谢!

解决方法

对于你的问题,我没有具体的经验,但你可以进行具体的物理计算来解决它。

根据问题,que 射弹实际上并不会以 FPS 频率发生碰撞,所以我会尝试计算目标与射弹的托盘干扰的时间戳。

利用旋转速度和目标速度以及几何形状,您可以计算目标何时介入投影仪的托盘(大概是一条直线)。这将是一组时间戳,因为有时存在托盘干扰,有时不存在。

对于 proyectile 也是如此,也许随着速度和加速度,您可以获得托盘相交的时间戳。直线投影线,以及旋转目标行进的空间。

然后可以检查两个时间戳,如果有时间戳重叠,说明有冲突。

然后另一个问题是处理碰撞,但目前我认为通过元素物理学的时间计算,你可以检测到碰撞,这就是你所要求的。

提供答案是一个相当复杂的问题,但对我来说这种方法似乎可行。

希望我让自己不被理解。