俄罗斯方块开发教程 5：形状碰撞检测（下）

对于任何俄罗斯方块游戏开发人员来说，碰撞检测都是至关重要的。在上一篇教程中，我们讨论了碰撞检测的基础知识以及如何检测形状与边界之间的碰撞。在这篇教程中，我们将深入探讨如何检测形状之间的碰撞，这是游戏中更常见和更复杂的碰撞类型。

形状间碰撞检测的原理

形状间碰撞检测的核心原理是比较两个形状的边界。如果两个形状的边界相交，则它们发生了碰撞。为了实现这一目标，我们可以使用多种算法，每种算法都具有自己的优缺点。

算法选择

选择用于形状间碰撞检测的算法取决于各种因素，包括：

• 形状的复杂性
• 形状的数量
• 要求的准确性
• 性能要求

分离轴定理 (SAT)

SAT 是一种流行且高效的算法，用于检测凸形状（其所有边缘都是线段）之间的碰撞。它通过投射形状到多个轴上并检查投影的重叠情况来工作。如果投影没有重叠，则形状没有碰撞。

宽相位边界盒 (AABB)

AABB 是一种简单但不太精确的算法，用于检测任何形状之间的碰撞。它通过创建每个形状的包围盒并检查包围盒的重叠情况来工作。如果包围盒重叠，则形状可能发生了碰撞，需要进一步检查。

扫描转换

扫描转换是一种更精确但计算量更大的算法，用于检测任何形状之间的碰撞。它通过将一个形状扫描成一组线段并检查这些线段是否与另一个形状相交来工作。

实现

一旦选择了一种算法，就可以将其实现到游戏中。以下是 SAT 算法的实现示例：

def check_collision(shape1, shape2):
    # 投射到 x 轴
    min1, max1 = shape1.project_to_axis(Vector2(1, 0))
    min2, max2 = shape2.project_to_axis(Vector2(1, 0))
    if min1 > max2 or min2 > max1:
        return False

    # 投射到 y 轴
    min1, max1 = shape1.project_to_axis(Vector2(0, 1))
    min2, max2 = shape2.project_to_axis(Vector2(0, 1))
    if min1 > max2 or min2 > max1:
        return False

    return True

性能优化

形状间碰撞检测可能是一个性能瓶颈，尤其是当场景中有多个形状时。可以通过以下技术进行优化：

• 使用分层方法，先使用更快的算法排除不可能的碰撞，然后再使用更精确的算法检查可能的碰撞。
• 缓存碰撞结果，以避免在后续帧中重复昂贵的碰撞检查。
• 使用空间分区技术，将场景划分为更小的区域，并仅检查每个区域中的形状之间的碰撞。

结论

形状间碰撞检测是俄罗斯方块游戏开发中一项基本技术。通过理解其中的原理并选择适当的算法，您可以实现高效且准确的碰撞检测，从而为玩家提供流畅而令人愉悦的游戏体验。