cocos2dx3.5 新增物理引擎分析

World 世界

物理刚体被添加到一个叫世界(World)的容器里，这也是它们被模拟的场所。将bodies,shapes,constraints这些对象添加到物理世界中，将整个物理世界作为一个整体进行更新。物理世界决定了所有这些部件在一起的互动方式。其中，用物理API实现的许多互动都是与PhysicsWorld这个对象有关的。

物理世界

物理世界(PhysicsWorld)对象是进行物理模拟时的一个核心部件。物理世界(PhysicsWorld)与场景(Scene)紧密整合在一起。让我们来看一个我们都会涉及到的例子吧。你住的房子里有厨房吗？你想这个问题的时候，就像是在想你的物理世界一样！现在，你的世界里拥有一些物理刚体(PhysicsBody)对象，就跟食物、刀具、电器这些东西一样!在这个世界中，这些刚体相互作用。它们相互接触，并且对相互的接触做出反应。例如：用刀子切开食物，并把它放到电器中。刀子切到食物了吗？可能切到了。也可能还没有。还可能这个刀子根本就不适合做这个。

PhysicsWorld相关的函数：

/** Adds a joint to the physics world.*/
virtual void addJoint(PhysicsJoint* joint);
/** Remove a joint from physics world.*/
virtual void removeJoint(PhysicsJoint* joint,bool destroy = true);
/** Remove all joints from physics world.*/
virtual void removeAllJoints(bool destroy = true);

/** Remove a body from physics world. */
virtual void removeBody(PhysicsBody* body);
/** Remove body by tag. */
virtual void removeBody(int tag);
/** Remove all bodies from physics world. */
virtual void removeAllBodies();

/** set the gravity value */
void setGravity(const Vect& gravity);

/**
* set the update rate of physics world,update rate is the value of EngineUpdateTimes/PhysicsWorldUpdateTimes.
* set it higher can improve performance,set it lower can improve accuracy of physics world simulation.
* default value is 1.0
* Note: if you setAutoStep(false),this won't work.
*/
inline void setUpdateRate(int rate) { if(rate > 0) { _updateRate = rate; } }

每一个物理世界(PhysicsWorld)都具有与之相关的属性：

-重力(gravity)：全局重力,应用于整个物理世界。默认值为Vec2(0.0f,-98.0f)。

-速度(speed)：设定了物理世界的速度。这里，速度指的是这个模拟世界运动的一种比率。默认值为1.0。

-刷新率：设定了物理世界的刷新率，这里刷新率指的是EngineUpdateTimes/PhysicsWorldUpdateTimes的比值。

-子步(substeps)：设定了物理世界中每次刷新的子步数量。刷新物理世界的过程也被称为步进(stepping)。按照默认设置，物理世界会不停地进行自动刷新。这被称为“自动步进(auto stepping)”，它会自动地进行。你可以通过设定PhysicsWorld::setAutoStep(false)禁用一个物理世界的auto step，然后通过设定PhysicsWorld::step(time)来手动刷新PhysicsWorld。substeps使用比单一框架更加精确的时间增量来刷新物理世界。使用它，我们可以实现更加细致地实现对步进过程的控制，包括更加流畅的运动。

创建一个带有物理世界的场景：

auto scene=Scene::createWithPhysics();

参考：

bool Scene::initWithPhysics()
{
bool ret = false;
do
{
Director * director;
CC_BREAK_IF( ! (director = Director::getInstance()) );

this->setContentSize(director->getWinSize());
CC_BREAK_IF(! (_physicsWorld = PhysicsWorld::construct(*this)));

// success
ret = true;
} while (0);
return ret;
}

获得场景的物理世界

scene->getPhysicsWorld()

不过首先要保证：

CC_USE_PHYSICS==1.这个宏，控制物理世界的开和关。

物理刚体

物理刚体(PhyicsBody)对象具有位置(position)和速度(velocity)两个属性。可以在PhysicsBody上应用forces、movement、damping和impulses。物理刚体可以是静态的，也可以是动态的。静态的刚体在模拟世界中不会移动，看起来就像它拥有无限大的质量一样。动态的刚体则是一种完全仿真的模拟。它可以被用户手动移动，但更常见的是它们受到力的作用而移动。动态刚体可以与所有的刚体类型发生碰撞。

Cocos2d-x提供了Node::setPhysicsbody()来将物理刚体与一个节点对象关联在一起。

创建一个物理刚体

物理调试

bool PhysicsDemo::onTouchBegan(Touch* touch,Event* event)
{
auto location = touch->getLocation();
auto arr = _scene->getPhysicsWorld()->getShapes(location);

PhysicsBody* body = nullptr;
for (auto& obj : arr)
{
if ((obj->getBody()->getTag() & DRAG_BODYS_TAG) != 0)
{
body = obj->getBody();
break;
}
}

if (body != nullptr)
{
Node* mouse = Node::create();
mouse->setPhysicsBody(PhysicsBody::create(PHYSICS_INFINITY,PHYSICS_INFINITY));
mouse->getPhysicsBody()->setDynamic(false);
mouse->setPosition(location);
this->addChild(mouse);
PhysicsJointPin* joint = PhysicsJointPin::construct(mouse->getPhysicsBody(),body,location);
joint->setMaxForce(5000.0f * body->getMass());
_scene->getPhysicsWorld()->addJoint(joint);
_mouses.insert(std::make_pair(touch->getID(),mouse));

return true;
}

return false;
}


void PhysicsDemo::onTouchMoved(Touch* touch,Event* event)
{
auto it = _mouses.find(touch->getID());

if (it != _mouses.end())
{
it->second->setPosition(touch->getLocation());
}
}


void PhysicsDemo::onTouchEnded(Touch* touch,Event* event)
{
auto it = _mouses.find(touch->getID());

if (it != _mouses.end())
{
this->removeChild(it->second);
_mouses.erase(it);
}
}

RayCast：

/** Searches for physics shapes that intersects the ray. */
void rayCast(PhysicsRayCastCallbackFunc func,const Vec2& start,const Vec2& end,void* data);

Vec2 point3 = point2;
auto func = CC_CALLBACK_3(PhysicsDemoRayCast::anyRay,this);
_scene->getPhysicsWorld()->rayCast(func,point1,point2,&point3);
_node->drawSegment(point1,point3,1,STATIC_COLOR);

contact:

auto contactListener = EventListenerPhysicsContact::create(); contactListener->onContactBegin = CC_CALLBACK_1(PhysicsContactTest::onContactBegin,this); _eventDispatcher->addEventListenerWithSceneGraphPriority(contactListener,this);

（编辑：李大同）

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