cocos2d AABB碰撞检测
来源:互联网 发布:淘宝商城女装新款 编辑:程序博客网 时间:2024/06/03 03:02
1.AABB包围盒
在游戏中,为了简化物体之间的碰撞检测运算,通常会对物体创建一个规则的几何外形将其包围。
其中,AABB(axis-alignedboundingbox)包围盒被称为轴对其包围盒。
二维场景中的AABB包围盒具备特点:(注:由于Cocos2d-x是基于OpenglES的,所以下图中的所有坐标系均采用右手直角坐标系)
(1)表现形式为四边形,即用四边形包围物体。
(2)四边形的每一条边,都会与坐标系的轴垂直。
如图1-1所示:
图1-1
三维场景中的AABB包围盒特点:
(1)表现形式为六面体。
(2)六面体中的每条边都平行于一个坐标平面。
如图1-2所示:
图1-2(图片来源百度)
在图1-2中,为了更明显的展示AABB包围盒的特点,在最右侧展示了一个OBB(OrientedBoundingBox)包围盒,也称作有向包围盒。
可以看出,AABB包围盒与OBB包围盒的最直接的区别就是,AABB包围盒是不可以旋转的,而OBB包围盒是可以旋转的,也就是有向的。
2.二维场景中的AABB碰撞检测原理
首先来看一张二维场景中的物体碰撞图:
图2-1
在图2-1中,分别做物体A与物体B在X,Y轴方向的投影,物体A的Y轴方向最大点坐标为Y1,最小点坐标Y2,X轴方向最小点坐标X1,最大点坐标X2,物体B同理。图中红色区域为物体A与物体B投影的重叠部分。
可以看出,AABB碰撞检测具有如下规则:
物体A与物体B分别沿两个坐标轴做投影,只有在两个坐标轴都发生重叠的情况下,两个物体才意味着发生了碰撞。
所以,在程序中做二维游戏的AABB碰撞检测时,只需验证物体A与物体B是否满足如下条件:
(1)物体A的Y轴方向最小值大于物体B的Y轴方向最大值;
(2)物体A的X轴方向最小值大于物体B的X轴方向最大值;
(3)物体B的Y轴方向最小值大于物体A的Y轴方向最大值;
(4)物体B的X轴方向最小值大于物体A的X轴方向最大值;
若满足上述条件,则证明物体A与物体B并未发生重合,反之,则证明物体A与物体B重合。
3.三维场景中的AABB碰撞检测原理
首先,再来看一下图2-1中的二维物体A和物体B的包围盒,可以发现实际上判断物体A与物体B是否发生重合只需要知道两个信息:
(1)物体A的最小点的信息,即图2-1中A的左下角点;以及物体A的最大点的信息,即图2-1中A的右上角点。
(2)物体B的最小点的信息,物体B的最大点的信息。
也就是说在二维场景的碰撞检测中,每个物体的顶点坐标信息都可以由两个坐标来确定,即两个坐标就可以标识一个物体了,所以两个物体的碰撞检测只需要获得到四个点坐标就可以了。
之前在图1-2中已经看到,三维场景中物体的AABB包围盒是一个六面体,其坐标系对于二维坐标系来讲只是多了一个Z轴,所以实际上在三维场景中物体的AABB碰撞检测依然可以采用四个点信息的判定来实现。即从物体A的八个顶点与物体B的八个顶点分别选出两个最大与最小的顶点进行对比。三维物体的AABB包围盒的八个顶点依旧可以用两个顶点来标识,如图3-1所示:
图3-1
只要确定了图中黑色点部分的坐标,就可以确定八个顶点的全部信息了。
在Cocos2d-x3.x版本中,为开发者提供了AABB类,用于保存包围盒的最大顶点与最小顶点的信息,并且为每个Sprite3D对象提供了获取AABB包围盒的接口,在AABB类同时提供了判断相应的碰撞检测的方法。
下面对AABB的源码进行分析:
CCAABB.h文件
class
CC_3D_DLL AABB
{
public
:
/**
* 构造函数
*/
AABB();
/**
* 构造函数 参数:最小顶点坐标,最大顶点坐标
*/
AABB(
const
Vec3& min,
const
Vec3& max);
/**
* 构造函数 参数:AABB包围盒
*/
AABB(
const
AABB& box);
/**
* 获取包围盒中心点坐标
*/
Vec3 getCenter();
/* 获取包围盒八个顶点信息
* Z轴正方向的面
* verts[0] : 左上顶点
* verts[1] : 左下顶点
* verts[2] : 右下顶点
* verts[3] : 右上顶点
*
* Z轴负方向的面
* verts[4] : 右上顶点
* verts[5] : 右下顶点
* verts[6] : 左下顶点
* verts[7] : 左上顶点
*/
void
getCorners(Vec3 *dst)
const
;
/**
* 判断两个包围盒是否重合
*/
bool
intersects(
const
AABB& aabb)
const
;
/**
* 判断一个点是否在包围盒内
*/
bool
containPoint(
const
Vec3& point)
const
;
/**
由两个包围盒生成一个能同时包围这两个包围盒的最小包围盒
*/
void
merge(
const
AABB& box);
/**
* 设置包围盒的最大顶点与最小顶点
*/
void
set(
const
Vec3& min,
const
Vec3& max);
/**
* 复位函数 初始化最大最小顶点信息
*/
void
reset();
bool
isEmpty()
const
;
/**
* 更新最大顶点与最小顶点信息
*/
void
updateMinMax(
const
Vec3* point, ssize_t num);
/**
* 由一个矩阵对对包围盒进行顶点变换
*/
void
transform(
const
Mat4& mat);
public
:
Vec3 _min;
//三维向量 保存最小点坐标
Vec3 _max;
//三维向量 保存最大点坐标
};
NS_CC_END
CCAABB.cpp文件
#include "3d/CCAABB.h"
NS_CC_BEGIN
//构造函数
AABB::AABB()
{
reset();
//初始化最大顶点与最小顶点
}
AABB::AABB(
const
Vec3& min,
const
Vec3& max)
{
set(min, max);
//设置最大顶点与最小顶点
}
AABB::AABB(
const
AABB& box)
{
set(box._min,box._max);
//设置最大顶点与最小顶点
}
//获取包围盒中心点坐标
Vec3 AABB::getCenter()
{
Vec3 center;
center.x = 0.5f*(_min.x+_max.x);
center.y = 0.5f*(_min.y+_max.y);
center.z = 0.5f*(_min.z+_max.z);
return
center;
}
//获取包围盒八个顶点信息
void
AABB::getCorners(Vec3 *dst)
const
{
assert
(dst);
// 朝着Z轴正方向的面
// 左上顶点坐标
dst[0].set(_min.x, _max.y, _max.z);
// 左下顶点坐标
dst[1].set(_min.x, _min.y, _max.z);
// 右下顶点坐标
dst[2].set(_max.x, _min.y, _max.z);
// 右上顶点坐标
dst[3].set(_max.x, _max.y, _max.z);
// 朝着Z轴负方向的面
// 右上顶点坐标
dst[4].set(_max.x, _max.y, _min.z);
// 右下顶点坐标
dst[5].set(_max.x, _min.y, _min.z);
// 左下顶点坐标
dst[6].set(_min.x, _min.y, _min.z);
// 左上顶点坐标
dst[7].set(_min.x, _max.y, _min.z);
}
//判断两个包围盒是否碰撞
bool
AABB::intersects(
const
AABB& aabb)
const
{
return
((_min.x >= aabb._min.x && _min.x <= aabb._max.x) || (aabb._min.x >= _min.x && aabb._min.x <= _max.x)) &&
((_min.y >= aabb._min.y && _min.y <= aabb._max.y) || (aabb._min.y >= _min.y && aabb._min.y <= _max.y)) &&
((_min.z >= aabb._min.z && _min.z <= aabb._max.z) || (aabb._min.z >= _min.z && aabb._min.z <= _max.z));
}
//判断点和包围盒是否碰撞
bool
AABB::containPoint(
const
Vec3& point)
const
{
if
(point.x < _min.x)
return
false
;
if
(point.y < _min.y)
return
false
;
if
(point.z < _min.z)
return
false
;
if
(point.x > _max.x)
return
false
;
if
(point.y > _max.y)
return
false
;
if
(point.z > _max.z)
return
false
;
return
true
;
}
//生成一个新的包围盒 同时容纳两个包围盒
void
AABB::merge(
const
AABB& box)
{
// 计算新的最小点坐标
_min.x = std::min(_min.x, box._min.x);
_min.y = std::min(_min.y, box._min.y);
_min.z = std::min(_min.z, box._min.z);
// 计算新的最大点坐标
_max.x = std::max(_max.x, box._max.x);
_max.y = std::max(_max.y, box._max.y);
_max.z = std::max(_max.z, box._max.z);
}
//设置最大顶点与最小顶点
void
AABB::set(
const
Vec3& min,
const
Vec3& max)
{
this
->_min = min;
this
->_max = max;
}
//顶点复位 初始化信息
void
AABB::reset()
{
_min.set(99999.0f, 99999.0f, 99999.0f);
_max.set(-99999.0f, -99999.0f, -99999.0f);
}
//检测坐标信息是否有误
bool
AABB::isEmpty()
const
{
return
_min.x > _max.x || _min.y > _max.y || _min.z > _max.z;
}
//由给定点坐标点重新确定最大最小的坐标向量
void
AABB::updateMinMax(
const
Vec3* point, ssize_t num)
{
for
(ssize_t i = 0; i < num; i++)
{
// 最小x坐标
if
(point[i].x < _min.x)
_min.x = point[i].x;
// 最小y坐标
if
(point[i].y < _min.y)
_min.y = point[i].y;
// 最小z坐标
if
(point[i].z < _min.z)
_min.z = point[i].z;
// 最大x坐标
if
(point[i].x > _max.x)
_max.x = point[i].x;
// 最大y坐标
if
(point[i].y > _max.y)
_max.y = point[i].y;
// 最大z坐标
if
(point[i].z > _max.z)
_max.z = point[i].z;
}
}
//通过给定的变换矩阵对包围盒进行变换
void
AABB::transform(
const
Mat4& mat)
{
Vec3 corners[8];
//保存包围盒八个顶点
//朝向z轴正方向的面
//左上顶点坐标
corners[0].set(_min.x, _max.y, _max.z);
//左下顶点坐标
corners[1].set(_min.x, _min.y, _max.z);
//右下顶点坐标
corners[2].set(_max.x, _min.y, _max.z);
//右上顶点坐标
corners[3].set(_max.x, _max.y, _max.z);
//朝向z轴负方向的面
//右上顶点坐标
corners[4].set(_max.x, _max.y, _min.z);
//右下顶点坐标
corners[5].set(_max.x, _min.y, _min.z);
//左下顶点坐标
corners[6].set(_min.x, _min.y, _min.z);
//左上顶点坐标
corners[7].set(_min.x, _max.y, _min.z);
//顶点变换
for
(
int
i = 0; i < 8; i++)
mat.transformPoint(&corners[i]);
//复位最大顶点最小顶点
reset();
//重新计算最大最小点信息
updateMinMax(corners, 8);
}
NS_CC_END
4.总结
最后,AABB碰撞检测算法虽然计算方法简单,速度快,但是仅适用于精度不搞的游戏中。相对于AABB碰撞检测,还有一种更逼近物体并更为精确的一种算法——OBB碰撞检测。在Cocos2d-x中同样提供了OBB碰撞检测的相应方法,如图4-1所示:
图4-1
来源网址:http://blog.csdn.net/u012945598/article/details/39524343
- cocos2d AABB碰撞检测
- AABB外接盒碰撞检测
- Cocos2d-x教程(33)-三维物体AABB碰撞检测算法
- Cocos2d-x教程(35)-三维拾取Ray-AABB碰撞检测算法
- Box2D 射线和AABB的碰撞检测
- aabb与oob包围盒 碰撞检测
- 三维物体AABB碰撞检测算法
- 三维拾取Ray-AABB碰撞检测算法
- Box2D射线和AABB碰撞检测
- cocos2d-x 碰撞检测
- cocos2d-x 碰撞检测
- cocos2d-x 检测碰撞
- Cocos2d-x碰撞检测
- cocos2d之碰撞检测
- cocos2d碰撞检测
- cocos2d-xAABB碰撞检测
- Cocos2d 碰撞检测函数
- cocos2d js 碰撞检测
- 35岁欧弟布拉格迎娶小8岁娇妻 发文感恩谢亲友
- 蓝懿教育 地图
- Windows 2012 IT Professional——AD FS with SharePoint 2013 联合部署
- Android生成带LOGO图片二维码的方法
- listview的布局问题
- cocos2d AABB碰撞检测
- 多线程编程——prctl()函数介绍
- studio 使用 gradle 批量打包
- webservice soap
- 零基础学习Sencha Touch(资料和教程集合)
- 位运算
- objc代码编码规范
- VC创建虚拟桌面
- Android 二维码 生成和识别