3.Libgdx扩展学习之Box2D

文章中涉及的很多概念，都是来自《Box2D中文手册》。有统一的解释方便理解

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夹具

概念介绍

形状不知道物体的存在，并可独立于物理模拟而被使用。因此 Box2D 提供 Fixture 类，用于将形状附加到物体上。一个物体可以有零个或多个 fixture。拥有多个 fixture 的物体有时被叫做组合物体。 fixture具有下列属性：

关联的形状broad-phase 代理密度(density)、摩擦(friction)、恢复(restitution)碰撞筛选标记(collision filtering flags)指向父物体的指针传感器标记(sensor flag)

创建夹具

创建夹具，必须先初始化和夹具定义FixtureDef，并将定义传到父物体中， 先看夹具定义：

/** A fixture definition is used to create a fixture. This class defines an abstract fixture definition. You can reuse fixture * definitions safely. * @author mzechner */ public class FixtureDef { /** The shape, this must be set. The shape will be cloned, so you can create the shape on the stack. */ public Shape shape; /** The friction coefficient, usually in the range [0,1]. **/ public float friction = 0.2f; /** The restitution (elasticity) usually in the range [0,1]. **/ public float restitution = 0; /** The density, usually in kg/m^2. **/ public float density = 0; /** A sensor shape collects contact information but never generates a collision response. */ public boolean isSensor = false; /** Contact filtering data. **/ public final Filter filter = new Filter(); }

上面列出的FixtureDef属性，其实就是上面文字描述的代码形式，在实际操作中我们是这样创建的： FixtureDef fixtureDef = new FixtureDef(); fixtureDef.shape = circleShape; fixtureDef.density = 1.0f; fixtureDef.restitution = 0.6f; body.createFixture(fixtureDef); 这会创建 fixture，并将它附加到物体之上。不需要保存 fixture 的指针，因为当它的父物体被摧毁时， fixture 也会自动被摧毁。 可以在单个物体上创建多个 fixture。 可以摧毁父物体上的 fixture，来模拟一个可分裂开的物体。

FixtureDef属性介绍

密度(density)

fixture 的密度用来计算父物体的质量属性。密度值可以为零或者是正数。所有的 fixture 都应该使用相似的密度，这样做可以改善堆叠稳定性。 当设置密度的时候，物体的质量不会立即改变。你必须调用 resetMassData ，使之生效。 fixture.setDensity (float density) body.resetMassData ()

摩擦(friction)

摩擦可以使对象逼真地沿其它对象滑动。摩擦参数通常会设置在 0 到 1 之间，但也可是任意的非负数， 0 意味着没有摩擦， 1 会产生强摩擦。

恢复系数(restitution)

恢复可以使对象弹起。恢复的值通常设置在 0 到 1 之间。想象一个小球掉落到桌子上，值为 0 表示着小球不会弹起， 这称为非弹性碰撞。值为 1 表示小球的速度跟原来一样，只是方向相反，这称为完全弹性碰撞。

筛选(filter)

碰撞筛选是为了防止某些 fixture 之间发生碰撞。比如,创造了一个骑自行车的角色。希望自行车与地形之间有碰撞,角色与地形有碰撞,但你不希望角色和自行车之间发生碰撞 (因为它们必须重叠)。 Box2D 通过种群和分组来支持这样的碰撞筛选。 Box2D 支持 16 个种群。任意 fixture 你都可以指定它属于哪个种群。你还可以指定这个 fixture 可以和其它哪些种群发生碰撞。例如,你可以在一个多人游戏中指定玩家之间不会碰撞，怪物之间也不会碰撞，但是玩家和怪物会发生碰撞。这是通过掩码来完成的，例如： playerFixtureDef.filter.categoryBits = 0x0002 monsterFixtureDef.filter.categoryBits = 0x0004 playerFixtureDef.filter.maskBits = 0x0004 monsterFixtureDef.filter.maskBits = 0x0002 下面是产生碰撞的规则:

short catA = fixtureA.filter.categoryBits ; short maskA = fixtureA.filter.maskBits; short catB = fixtureB.filter.categoryBits short maskB = fixtureB.filter.maskBits; if((catA & catB) != 0 && (catB & maskA) != 0) { // fixtures can collide }

碰撞分组让你指定一个整数的组索引。你可以融同一个组的所有fixture总是相互碰撞(正索引)或者永远不碰撞(负索引)。组索引通常用于一些以某种方式关联的事物，就像自行车的那些不见。在下面例子中，fixture1和fixture2总是碰撞，而fixture3和fixture4永远不会碰撞

fixture1Def.filter.groupIndex = 2; fixture2Def.filter.groupIndex = 2; fixture3Def.filter.groupIndex = -8; fixture4Def.filter.groupIndex = -8;

如果组索引不同，碰撞筛选会按照种群和掩码来进行。换句话说，分组筛选和种群筛选相比，具有更高的优选级。 注意在Box2D中还有其它的碰撞筛选，这里有一个列表：

static上的fixture只会与dynamic物体上的fixture发生碰撞kinematic物体只会和dynamic物体发生碰撞同一个物体上的fixture永远不会相互碰撞如果两个物体用关节连接起来，物体上面的fixture可以选择启用或者禁止它们之间的相互碰撞

传感器

有时候游戏逻辑需要判断两个 fixture 是否相交，而不想有碰撞反应。这可以通过传感器(sensor)来完成。传感器也是个 fixture，但它只会侦测碰撞，而不产生其它反应。 可以将任意 fixture 标记为传感器。传感器可以是 static、 kinematic 或 dynamic 的。记住，每个物体上可以有多个 fixture，传感器和实体 fixture 是可以混合存在的。而且，只有至少一个物体是dynamic 的，传感器才会产生接触事件，而 kinematic 与 kinematic 、 kinematic 与 static ，或者static 与 static 之间都不会产生接触事件。

public class BodyShapeA extends ApplicationAdapter { World world; Box2DDebugRenderer box2DDebugRenderer; OrthographicCamera camera; float scene_width = 12.8f; float scene_height = 7.2f; @Override public void create() { world = new World(new Vector2(0.0f, -9.8f), true); box2DDebugRenderer = new Box2DDebugRenderer(); camera = new OrthographicCamera(scene_width, scene_height); camera.position.set(scene_width / 2, scene_height / 2, 0); camera.update(); createStaticBox(); Gdx.input.setInputProcessor(new InputHandA()); } @Override public void render() { world.step( 1/ 60f, 6, 2); Gdx.gl.glClearColor(0.39f, 0.58f, 0.92f, 1.0f); Gdx.gl.glClear(GL20.GL_COLOR_BUFFER_BIT); box2DDebugRenderer.render(world, camera.combined); } @Override public void dispose() { world.dispose(); box2DDebugRenderer.dispose(); } private void createStaticBox() { // 创建地面 createBorderBox(scene_width * 0.5f, 0.2f, scene_width * 0.5f, 0.2f, 0); // 创建倾斜矩形，这里创建矩形，然后用angle来控制 createBorderBox(3.0f, 5.0f, 0.1f, 1.3f, MathUtils.PI / 3); // 创建池子 createBorderBox(5.0f, 2.5f, 0.1f, 1.0f, 0); createBorderBox(9.0f, 2.5f, 0.1f, 1.0f, 0); createBorderBox(7.0f, 1.6f, 2.1f, 0.1f, 0); } private void createBorderBox(float px, float py, float w, float h, float angle) { BodyDef bodyDef = new BodyDef(); bodyDef.position.set(px, py); bodyDef.angle = angle; Body body = world.createBody(bodyDef); PolygonShape polygonShape = new PolygonShape(); polygonShape.setAsBox(w, h); body.createFixture(polygonShape, 0); polygonShape.dispose(); } private void createCircle(float x, float y) { BodyDef bodyDef = new BodyDef(); bodyDef.type = BodyDef.BodyType.DynamicBody; bodyDef.position.set(x, y); Body body = world.createBody(bodyDef); CircleShape circleShape = new CircleShape(); circleShape.setRadius(0.2f); FixtureDef fixtureDef = new FixtureDef(); fixtureDef.shape = circleShape; fixtureDef.density = 1.0f; fixtureDef.restitution = 0.6f; body.createFixture(fixtureDef); circleShape.dispose(); } private class InputHandA extends InputAdapter { @Override public boolean touchDown(int screenX, int screenY, int pointer, int button) { // 在屏幕点击出创建响应的圆形Body Vector3 vector3 = new Vector3(screenX, screenY, 0); camera.unproject(vector3); createCircle(vector3.x, vector3.y); return true; } } }