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Box2D和Processing的结合（2）

大龙10 2023-10-06 原文

书名：代码本色：用编程模拟自然系统
作者：Daniel Shiffman
译者：周晗彬
ISBN：978-7-115-36947-5
目录

5.7　Box2D和Processing的结合

3、Box2D程序的改造

  • 我们的任务是改造上面的程序，把原先静止的盒子替换成具有物理特性（通过Box2D模拟）的盒子。

为了完成这个目的，我们需要做两件事。

1）第1步：在主程序（即setup()和draw()函数）中添加Box2D

  • 这一步并不难，我们已经在前面实现过这样的功能，可以用PBox2D辅助类完成这一步。
  • 以下代码在setup()函数中创建并初始化PBox2D对象。
PBox2D box2d;
void setup() {
    box2d = new PBox2D(this); 初始化和创建Box2D世界
    box2d.createWorld();
}
  • 在draw()函数中，我们必须调用一个重要的函数：step()函数。
    如果不调用这个函数，Box2D的模拟世界将不会发生任何改变！
    step()函数的作用就是让Box2D世界里的时间向前推进一步。
    在Box2D内部，它会遍历每个物体，逐个计算它们的处理方式。
    调用step()函数会根据某些设置推动Box2D世界的发展，你可以自定义这些设置（PBox2D的源代码中有相关文档）
void draw() {
    box2d.step(); 我们必须推进时间
}

2）第2步：建立Processing盒子对象和Box2D物体对象之间的联系

  • 现在，盒子类包含了位置、宽度和高度这几个变量。
    我们想要说：“本人要把对象位置的管理权交给Box2D。我再也不记录任何位置、速度以及加速度的相关信息，只需持有一个Box2D的物体引用，剩下的全部都交给Box2D完成。”
class Box {
    Body body; 用Box2D的物体引用代替之前的变量
    float w;
    float h;
  • 我们不需要(x,y)变量了，因为现在物体能够管理自己的位置。
    从技术层面说，物体还可以记录自己的高度和宽度，但由于在盒子对象的生存期内，Box2D不会改变它的高度和宽度，因此我们可以继续在盒子对象中记录它们，以便于盒子的绘制。
  • 在构造函数中，除了初始化宽度和高度，我们还可以把创建Box2D物体和形状的代码放进去。
Box() {
    w = 16;
    h = 16;
    BodyDef bd = new BodyDef(); 构建物体
    bd.type = BodyType.DYNAMIC;
    bd.position.set(box2d.coordPixelsToWorld(mouseX,mouseY));
    body = box2d.createBody(bd);
    PolygonShape ps = new PolygonShape(); 构建形状
    float box2dW = box2d.scalarPixelsToWorld(w/2); Box2D把矩形的宽度和高度当成中心到边缘的float box2dH = box2d.scalarPixelsToWorld(h/2);
    p.setAsBox(box2dW, box2dH);
    FixtureDef fd = new FixtureDef();
    fd.shape = ps;
    fd.density = 1;
    fd.friction = 0.3; 设置物理参数
    fd.restitution = 0.5;
    body.createFixture(fd); 用夹具连接形状和物体
}
  • 在使用Box2D之前，绘制盒子是一件很容易的事情。盒子对象的位置被存放在变量x和y中。
    但现在Box2D管理着对象的运动，因此我们不能再用自己的变量显示物体了。别害怕！盒子对象有一个Box2D物体对象的引用，我们只需要向物体询问：“请问你在哪个位置？”由于我们经常会做这样的询问，为了方便调用，PBox2D实现了一个辅助函数：getBodyPixelCoord()。
    Vec2 pos = box2d.getBodyPixelCoord(body);
  • 仅仅知道物体的位置还不够，我们还需要知道它的转动角度。
    float a = body.getAngle();

  • 拥有位置和角度之后，我们只需要简单地调用translate()函数和rotate()函数就能显示这个对象。请注意，Box2D坐标系统的转动方向和Processing坐标系统相反，因此我们需要将角度乘以-1。


    图5-4
void display() {
    Vec2 pos = box2d.getBodyPixelCoord(body); 我们需要物体的位置和角度
    float a = body.getAngle();
    pushMatrix();
    translate(pos.x, pos.y); 根据位置Vec2向量平移矩形，并根据角度旋转矩形
    rotate(-a);
    fill(175);
    stroke(0);
    rectMode(CENTER);
    rect(0,0,w,h);
    popMatrix();
}
  • 为了能从Box2D的世界删除某些对象，我们还可以加入一个函数用于删除物体，比如：
void killBody() { 这个函数从Box2D世界中删除一个物体
    box2d.destroyBody(body);
}

4、用Box2D实现

ProcessingBox2D物体Box2

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