2D 图形碰撞检测指南：实现从入门到精通的演进之旅

2D 图形碰撞检测是游戏开发中的基本元素，其旨在确定游戏中不同对象之间的相互作用。碰撞检测算法决定了对象之间的碰撞行为，影响着游戏的物理特性和游戏体验。从简单的规则图形到复杂的不规则多边形，碰撞检测算法种类繁多，各具特色。本文将深入探讨 2D 图形碰撞检测的原理和关键代码实现，助力游戏开发者构建更加真实且引人入胜的游戏世界。

规则的几何图形碰撞判断

规则的几何图形碰撞判断是碰撞检测中最为基本的概念。对于规则的几何图形，如圆形、矩形和三角形，判断其是否发生碰撞相对容易，可以利用简单的数学公式进行计算。

• 圆形碰撞检测： 两个圆形之间的碰撞检测可以通过比较它们的圆心距和半径之和来实现。若圆心距小于或等于半径之和，则判定圆形发生碰撞。
• 矩形碰撞检测： 矩形碰撞检测可以通过比较两个矩形的边界框是否相交来实现。边界框是用一个矩形包围原始矩形，并用其来确定矩形的碰撞范围。如果两个矩形的边界框相交，则判定矩形发生碰撞。
• 三角形碰撞检测： 三角形碰撞检测相对复杂，需要将三角形分解为更简单的形状，如线段或矩形，再分别进行碰撞检测。

不规则多边形碰撞检测

不规则多边形是指边界不规则的形状，如五边形、六边形或自由曲面。对于不规则多边形，简单的数学公式无法判断其是否发生碰撞，需要用到更复杂的算法。

• 分离轴定理： 分离轴定理是一种常用的不规则多边形碰撞检测算法。其核心思想是寻找一个轴，使得两个多边形在该轴上的投影不重叠。如果不存在这样的轴，则判定多边形发生碰撞。
• GJK算法： GJK算法是一种基于闵可夫斯基差集的碰撞检测算法。其核心思想是逐步扩展多边形的闵可夫斯基差集，直到找到一个支撑点。如果支撑点在多边形的内部，则判定多边形发生碰撞。

像素检测

像素检测是一种非常精确的碰撞检测算法，其原理是比较两个对象的像素颜色。如果两个对象的像素颜色重叠，则判定对象发生碰撞。像素检测通常用于检测规则形状和不规则形状之间的碰撞，但其计算量也相对较大。

边界框检测

边界框检测是一种简单快速的碰撞检测算法，其原理是在对象周围创建一个边界框，并用其来确定对象的碰撞范围。如果两个对象的边界框相交，则判定对象发生碰撞。边界框检测通常用于检测规则形状之间的碰撞，但其精度较低。

OBB检测

OBB检测是一种基于定向边界框的碰撞检测算法。其核心思想是在对象周围创建一个定向边界框，并用其来确定对象的碰撞范围。定向边界框可以旋转，因此OBB检测可以检测任意形状之间的碰撞。

2D 图形碰撞检测是游戏开发中必不可少的一环，其重要性不容小觑。通过掌握碰撞检测的原理和关键代码实现，游戏开发者可以构建出更加真实且引人入胜的游戏世界，让玩家沉浸在游戏所营造的虚拟世界中，获得无与伦比的游戏体验。