Canvas小游戏必备的碰撞检测方法，轻松搞定游戏物理效果

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2023-05-30 17:17:03

Canvas小游戏中至关重要的碰撞检测

在Canvas游戏开发中，碰撞检测是物理效果的基础。通过判断对象间的碰撞，游戏开发者可以创建逼真的交互和响应式的环境。本文将深入探讨碰撞检测的必要性、常见方法以及在不同场景下的选择。

碰撞检测的意义

想象一下，在一个赛车游戏中，你的赛车与其他对手或障碍物发生碰撞却没有任何反应。这不仅会破坏游戏的沉浸感，而且会让玩家感到沮丧。碰撞检测可以解决这个问题，它通过识别碰撞并相应地调整对象的行为来创建交互式体验。

例如，在射击游戏中，准确的碰撞检测可以决定子弹是否击中了目标，而忽略碰撞检测将导致枪战变成一场运气游戏。同样，在动作游戏中，检测玩家角色与环境元素的碰撞对于创建逼真的物理效果至关重要。

常见的碰撞检测方法

有多种方法可以实现碰撞检测，每种方法都具有不同的优点和缺点。以下是四种最常用的技术：

1. 包围盒碰撞检测：
这是最简单的碰撞检测方法。它使用一个包围对象的最大最小矩形或圆形。当包围盒相交时，便认为发生了碰撞。此方法简单快速，但精度较低。

代码示例：

function包围盒碰撞(obj1, obj2) {
  return (obj1.x < obj2.x + obj2.width &&
          obj1.y < obj2.y + obj2.height &&
          obj1.x + obj1.width > obj2.x &&
          obj1.y + obj1.height > obj2.y);
}

2. 像素碰撞检测：
像素碰撞检测比较两个对象的每个像素颜色。当两个对象的像素颜色相同时，则认为发生了碰撞。此方法精度较高，但计算量较大。

代码示例：

function像素碰撞(obj1, obj2) {
  for (let i = 0; i < obj1.width; i++) {
    for (let j = 0; j < obj1.height; j++) {
      if (obj1.data[i][j] === obj2.data[i][j]) {
        return true;
      }
    }
  }
  return false;
}

3. 射线碰撞检测：
射线碰撞检测从一个对象发射一条射线到另一个对象。如果射线与另一个对象相交，则认为发生了碰撞。此方法精度较高，但计算量也较大。

代码示例：

function射线碰撞(obj1, obj2) {
  let dx = obj2.x - obj1.x;
  let dy = obj2.y - obj1.y;
  let distance = Math.sqrt(dx*dx + dy*dy);

  let intersection = {
    x: obj1.x + (dx / distance) * obj1.width,
    y: obj1.y + (dy / distance) * obj1.height
  };

  return (intersection.x >= obj2.x && intersection.x <= obj2.x + obj2.width &&
          intersection.y >= obj2.y && intersection.y <= obj2.y + obj2.height);
}

4. 凸多边形碰撞检测：
凸多边形碰撞检测通过计算两个凸多边形的交集来确定碰撞。凸多边形是指没有凹陷侧面的多边形。此方法精度很高，但计算量也最大。

代码示例：

function凸多边形碰撞(obj1, obj2) {
  let edges1 = obj1.edges;
  let edges2 = obj2.edges;

  for (let i = 0; i < edges1.length; i++) {
    let axis = edges1[i].normal;

    let min1 = Number.MAX_VALUE;
    let max1 = -Number.MAX_VALUE;
    for (let j = 0; j < obj1.points.length; j++) {
      let projection = axis.dotProduct(obj1.points[j]);
      min1 = Math.min(min1, projection);
      max1 = Math.max(max1, projection);
    }

    let min2 = Number.MAX_VALUE;
    let max2 = -Number.MAX_VALUE;
    for (let j = 0; j < obj2.points.length; j++) {
      let projection = axis.dotProduct(obj2.points[j]);
      min2 = Math.min(min2, projection);
      max2 = Math.max(max2, projection);
    }

    if (max1 < min2 || max2 < min1) {
      return false;
    }
  }

  return true;
}