圆弧的碰撞检测

Question

如何为圆弧实现碰撞检测？我需要使用Box 2d碰撞检测吗？还是可以使用矩形或其他方式实现？顺便说一句，我不喜欢Box 2d，因为我不理解其中的大部分内容，如果有一种不涉及Box 2d的解决方案，将非常感激。

黄色的弧形在黑色圆圈上不断旋转。我该如何实现碰撞检测？

请帮忙！谢谢！

- Sagar Balyan

Answer 1

为了避免使用Box2D，您可以将形状定义为多边形并使用polygon.contains(x,y)方法或使用Intersector。

以下是同时使用两者的示例：

import com.badlogic.gdx.ApplicationAdapter;
import com.badlogic.gdx.Gdx;
import com.badlogic.gdx.InputProcessor;
import com.badlogic.gdx.graphics.Color;
import com.badlogic.gdx.graphics.GL20;
import com.badlogic.gdx.graphics.glutils.ShapeRenderer;
import com.badlogic.gdx.math.Circle;
import com.badlogic.gdx.math.Intersector;
import com.badlogic.gdx.math.Polygon;

public class Test extends ApplicationAdapter implements InputProcessor{
    private ShapeRenderer sr;
    private Polygon polya;

    private boolean isColliding = false;
    private Circle mp;

    @Override
    public void create () {

        //define arc as polygon 
        // the more points used to define the shape will 
        // increase both required computation and collision precision
        polya = new Polygon();

    // create vertices
    float section = 15f;
    float[] newVerts = new float[200];
    for(int i = 0; i < 50; i++){
        newVerts[i*2] = (float)Math.sin(i/section); //x 0 to 98 even
        newVerts[i*2+1] = (float)Math.cos(i/section); //y 1 to 99  odd

        newVerts[199-i*2] = (float)Math.cos(i/section); //x 100 to 108
        newVerts[198-i*2] = (float)Math.sin(i/section) + 0.2f; //y 101 to 199

    }

    polya.setVertices(newVerts);
    polya.scale(50);
    polya.setOrigin(1, 1);
    polya.rotate(60);

        //define circle to act as point for checking intersections
        mp = new Circle(Gdx.graphics.getWidth()/2,Gdx.graphics.getHeight()/2,4);
        // setup batchers
        sr = new ShapeRenderer();
        sr.setAutoShapeType(true);

        Gdx.input.setInputProcessor(this);

    }

    @Override
    public void render () {
        Gdx.gl.glClearColor(0f, 0f, 0f, 0f);
        Gdx.gl.glClear(GL20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);

        // check collision with polygon
        isColliding = polya.contains(mp.x,mp.y);

        //check collision using Intersector
        isColliding = Intersector.isPointInPolygon(polya.getTransformedVertices(),0,polya.getVertices().length,mp.x,mp.y);


        sr.begin();
        sr.setColor(Color.WHITE);
        if(isColliding){
            sr.setColor(Color.RED);
        }
        sr.polygon(polya.getTransformedVertices());
        sr.circle(mp.x,mp.y,mp.radius);
        sr.end();

    }

    @Override
    public void dispose () {
    }

    @Override
    public boolean mouseMoved(int screenX, int screenY) {
        int newy = Gdx.graphics.getHeight() - screenY;
        polya.setPosition(screenX, newy);
        return false;
    }


    (... removed unused input processor methods for clarity ...)
}

- dfour

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好的，我运行了你的代码，所以我能看到你做了什么，我发现你用弧线制作了多边形，这很酷哦 :) 但我的问题是，我正在旋转我的弧线，所以我也需要旋转我的多边形，我该怎么做呢？ - Sagar Balyan

您可以使用polya.rotate(degrees)旋转多边形；您可能还需要设置原点，以便它围绕正确的点旋转，polya.setOrigin(originX, originY)。我已将它们添加到示例中。 - dfour

Answer 2

在我的情况下，弧正在运动中，我需要计算它的碰撞，因此我随着渲染更新了多边形。基本上，我以与 LibGDX 渲染弧相同的方式获取顶点。

在左侧，您可以看到我绘制的弧线的外观。在右侧，您可以看到如果我必须绘制它们，从相应的弧线形状计算的多边形将会是怎样的。

忽略不同颜色和部分数量，它们是随机生成的。

为了实现这个结果，我编写了这个方法：

import com.badlogic.gdx.math.MathUtils;
import com.badlogic.gdx.math.Polygon;
import com.badlogic.gdx.math.Vector2;

import java.util.ArrayList;

// ...

public void fillPolygonWithArc(Polygon polygon, float x, float y, float radius, float start, float degrees, int segments) {
    float theta = (2 * MathUtils.PI * (degrees / 360.0f)) / segments;
    float cos = MathUtils.cos(theta);
    float sin = MathUtils.sin(theta);
    float cx = radius * MathUtils.cos(start * MathUtils.degreesToRadians);
    float cy = radius * MathUtils.sin(start * MathUtils.degreesToRadians);

    ArrayList<Vector2> vertices = new ArrayList<>();

    vertices.add(new Vector2(x, y));
    vertices.add(new Vector2(x + cx, y + cy));
    for (int i = 0; i < segments; i++) {
        vertices.add(new Vector2(x + cx, y + cy));
        float temp = cx;
        cx = cos * cx - sin * cy;
        cy = sin * temp + cos * cy;
        vertices.add(new Vector2(x + cx, y + cy));
    }
    vertices.add(new Vector2(x + cx, y + cy));

    cx = 0;
    cy = 0;
    vertices.add(new Vector2(x + cx, y + cy));

    polygon.setVertices(new float[vertices.size() * 2 + 4]);

    for (int i = 0; i < vertices.size(); i++) {
        polygon.setVertex(i, vertices.get(i).x, vertices.get(i).y);
    }
}

// ...

他是如何工作的？

它以多边形作为参数，用于写入弧形顶点和获取弧形的形状所需的参数。这些参数与您传递给绘制弧形的方法（shapeRenderer.arc）相同。

然后，它以与LibGDX相同的方式计算弧形的顶点，并用它们填充多边形。

我只是看了一下LibGDX的源代码。

使用案例：

fillPolygonWithArc(polygon, getPosition().x, getPosition().y, getRadius(), start, finalStep, getSegments());

shapeRenderer.setColor(color);
shapeRenderer.begin(ShapeRenderer.ShapeType.Filled);
shapeRenderer.arc(getPosition().x, getPosition().y, getRadius(), start, finalStep, getSegments());
shapeRenderer.end();

另外，如果你愿意，你可以绘制一个多边形：

fillPolygonWithArc(polygon, getPosition().x, getPosition().y, getRadius(), start, finalStep, getSegments());

shapeRenderer.setColor(color);
shapeRenderer.begin(ShapeRenderer.ShapeType.Line);
shapeRenderer.polygon(polygon.getVertices());
shapeRenderer.end();

最终，您可以检查某个点是否在所需的多边形内：

polygon.contains(new Vector2(4, 20));

- wowandy