2D软体：Gelly和可塑性？

Question

我正在使用Matter.js物理引擎尝试创建软体。我能够创建如下图所示的身体:

然而，我不确定这是否就是我想要的“软体”。虽然这个物体并非完全刚性，并且碰撞和被拖动时具有弹性感，但我正在寻找一种类似于凝胶的物体。这张图片可能有助于直观地解释概念：

我想知道如何制作这些类型的物体。是与matter.js软体相同，但具有非常特定的属性吗？我只能让身体变得有点刚性-方形，而不像我想要的那样可塑和圆形。

我还对通过游戏内交互来操纵物理身体感兴趣，这将增加或减小物理身体大小，这再次导致我得出结论，我想要的类型的身体必须相当可塑。

Matter.js能否处理这个问题，还是我必须更改物理引擎？有什么解决方法来解决这个问题吗？

注意：我正在使用Phaser.js进行一些游戏内组件，但是使用Matter.js物理引擎进行物理操作，因为我相信Phaser集成的物理引擎无法模拟这种复杂的身体。

谢谢

编辑：这非常类似于Box2d：roll soft body ball。 我猜只需使用js引擎就可以做到这一点。有吗？

- Kunis

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你应该添加你尝试使用的 matter.js 代码，这样如果有人知道如何调整它以使其按照你想要的方式运行，他们就能提供相关信息。目前这个问题比较宽泛，可能会因为没有提供代码而得到负评。也许有人看了你的代码和你想做什么后会确认 matter.js 行不通，但如果没有放上代码，人们可能甚至都不会尝试帮助。 - Rodger

@PhasedEvolution 我明白你的意思。实际上可能并不是这样。但是有很多人看到一个问题，没有看到任何代码，就会将其投票否决并离开。指南建议包含代码，许多人认为如果他们有限的时间来帮助别人，他们会去找那些遵循指示的人。这只是一个建议，可以帮助你在吸引需要关注问题的人方面占据优势。:-) 不确定 http://softwarerecs.stackexchange.com 是否适合寻找 js 引擎。请查看如何在那里发布以及他们提供的帮助。 - Rodger

@Rodger 我会看看我能做什么。从更有经验的用户那里得到好的建议也是很好的。谢谢 :) - Kunis

我不熟悉phaser框架，但你的模型原则上没有问题（例如，应该能够产生类似于你想要的结果）。 然而，你似乎在寻找“可塑性”，这意味着身体的变形会被保留。 - pingul

@PhasedEvolution：也许你想要的是一种数学结构，叫做metaballs。搜索“javascript metaballs”可以找到各种不同的实现方式。我认为这个特别有见地。 - Geert-Jan

Answer 1

正如我在评论中提到的，我不熟悉phaser或者你如何在JavaScript框架内实现这个。我的目标是给你一些不同方案的想法，希望你能发现这个答案有用。

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我会尝试回答：

我想知道如何制作这种类型的物体。...我只能得到一个有点僵硬的正方形身体，而不是像我想要的那样可塑和圆形。

根据这个句子，你想要什么并不明确。如我在评论中所述，我认为你正在寻找的是可塑性，并且我将描述一种使用相对简单的工具可能“欺骗”这种外观的方法。

目前，你通过"事实上，当它碰撞和被拖动时，这个物体并不完全僵硬，并具有弹性感。"来描述你的物体运动。目前你的模型是这样的：

1. 一个点连接到网格中的所有其他点。
2. 每个时间步长，计算每对之间的力。关节（或点）上的总力是所有这些成对力的总和。
3. 每个关节都与身体的某个部分相关联（即它具有一些质量m），并且您使用 acceleration = force/m 计算其加速度。从那里开始我们计算 velocity，最后是 position。

上述步骤中最有趣的部分是第2步，因为它将极大地影响整个身体的运动。实现它的一种非常常见的方法是作为一个弹性势能，对于两点之间的某个distance给出一些force。就像这样：

function elasticPotential(p1, p2) {
    // Given two positions p1 and p2 we calculate a force between them
    distance = sqrt(pow(p1.x - p2.x, 2) + pow(p1.y - p2.y, 2) + pow(p1.z - p2.z, 2));
    force = force_given_distance(distance); // A popular choice here is for example a spring force
    return force;
}

现在，您的框架中已经内置了上述描述的功能，因此您不必实现它。我描述这个的原因是为了理解我们如何创建可塑性。上述问题的问题在于没有东西可以保持变形---弹性潜能的本质是它有一些休息状态（很可能是您的第一个状态），并且它总是试图回到那个形状。我们希望形状“记住”它是如何错位的。这就是可塑性的含义。

简单可塑性

首先请注意，可塑性问题是一个重要的研究课题，在许多情况下远非微不足道。我的想法是：如果两个连接点之间的距离大于某个阈值，则在当前配置中重新设置这些点。也就是说，

for each pair(p1, p2):
    if distance(p1, p2) > threshold:
        recalculate_connection(p1, p2)

如您所见，这是一个非常简单的塑性模型，很可能不符合物理原理。然而，通过调整重新网格化和选择弹性势能，应该可以得到有趣的行为。

如果您提供更多细节，我可能能够进一步讨论问题，但现在我觉得这个答案已经比它应该的长度要长了。

TL;DR：通过在变形过程中重新网格化身体来创建可塑形状。获取精确的期望物理行为可能有些棘手，但应该可以创建类似“果冻”的东西。

- pingul