准备新增verlet物理引擎
This commit is contained in:
@@ -12,14 +12,5 @@ module samples {
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this.camera.entity.addComponent(new es.FollowCamera(moonEntity));
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this.camera.entity.addComponent(new es.FollowCamera(moonEntity));
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});
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});
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}
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}
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public update(){
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super.update();
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let moonEntity = this.findEntity("moon");
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if (!moonEntity)
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return;
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let spriteRenderer = moonEntity.getComponent<es.SpriteRenderer>(es.SpriteRenderer);
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console.log(spriteRenderer.bounds, this.camera.bounds);
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}
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}
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}
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}
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}
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64
source/src/Physics/Verlet/Composites/Composite.ts
Normal file
64
source/src/Physics/Verlet/Composites/Composite.ts
Normal file
@@ -0,0 +1,64 @@
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module es {
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/**
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* 代表了Verlet世界中的一个对象。由粒子和约束组成,并处理更新它们
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*/
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export class Composite {
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/**
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* 摩擦作用于所有粒子运动以使其阻尼。值应该非常接近1。
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*/
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public friction: Vector2 = new Vector2(0.98, 1);
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/**
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* 当实体的时候,碰撞器应该碰撞的所有层的图层蒙版。使用了移动方法。默认为所有层。
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*/
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public collidesWithLayers = Physics.allLayers;
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public particles: Particle[] = [];
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public _constraints: Constraint[] = [];
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/**
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* 处理解决所有约束条件
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*/
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public solveConstraints(){
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for (let i = this._constraints.length - 1; i >= 0; i --){
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this._constraints[i].solve();
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}
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}
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/**
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* 对每个粒子应用重力,并做Velet积分
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* @param deltaTimeSquared
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* @param gravity
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*/
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public updateParticles(deltaTimeSquared: number, gravity: Vector2){
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for (let j = 0; j < this.particles.length; j ++){
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let p = this.particles[j];
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if (p.isPinned){
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p.position = p.pinnedPosition;
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continue;
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}
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p.applyForce(Vector2.multiply(new Vector2(p.mass), gravity));
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// 计算速度并用摩擦阻尼
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let vel = Vector2.subtract(p.position, p.lastPosition).multiply(this.friction);
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// 使用verlet积分计算下一个位置
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let nextPos = Vector2.add(p.position, vel).add(Vector2.multiply(new Vector2(0.5 * deltaTimeSquared), p.acceleration));
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p.lastPosition = p.position;
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p.position = nextPos;
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p.acceleration.x = p.acceleration.y = 0;
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}
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}
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public handleConstraintCollisions(){
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for (let i = this._constraints.length - 1; i >= 0; i --){
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if (this._constraints[i].collidesWithColliders)
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this._constraints[i].handleCollisions(this.collidesWithLayers);
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}
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}
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public debugRender(camera: Camera){
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}
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}
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}
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source/src/Physics/Verlet/Constraints/Constraint.ts
Normal file
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source/src/Physics/Verlet/Constraints/Constraint.ts
Normal file
@@ -0,0 +1,18 @@
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module es {
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export abstract class Constraint {
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/**
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* 如果为true,约束将用标准碰撞器检查碰撞。内部约束不需要将此设置为true。
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*/
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public collidesWithColliders: boolean = true;
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/**
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* 解决约束
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*/
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public abstract solve();
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/**
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* 如果collidesWithColliders为true,这个会被调用
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* @param collidesWithLayers
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*/
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public handleCollisions(collidesWithLayers: number){}
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}
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}
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36
source/src/Physics/Verlet/Particle.ts
Normal file
36
source/src/Physics/Verlet/Particle.ts
Normal file
@@ -0,0 +1,36 @@
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module es {
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export class Particle {
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/**
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* 粒子的当前位置
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*/
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public position: Vector2;
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/**
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* 粒子最近移动之前的位置
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*/
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public lastPosition: Vector2;
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/**
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* 粒子的质量。考虑到所有的力量和限制
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*/
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public mass: number = 1;
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/**
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* 粒子的半径
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*/
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public radius: number = 0;
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/**
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* 如果为true,粒子将与标准对撞机相撞
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*/
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public collidesWithColliders: boolean = true;
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public isPinned: boolean;
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public acceleration: Vector2;
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public pinnedPosition: Vector2;
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/**
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* 对质点施加一个考虑质量的力
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* @param force
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*/
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public applyForce(force: Vector2){
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this.acceleration.add(Vector2.divide(force, new Vector2(this.mass)));
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}
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}
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}
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158
source/src/Physics/Verlet/VerletWorld.ts
Normal file
158
source/src/Physics/Verlet/VerletWorld.ts
Normal file
@@ -0,0 +1,158 @@
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module es {
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/**
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* Verlet模拟的根。创建一个世界,并调用它的更新方法。
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*/
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export class VerletWorld {
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/**
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* 用于模拟的重力
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*/
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public gravity: Vector2 = new Vector2(0, 980);
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/**
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* 整个模拟的最大迭代次数
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*/
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public constraintIterations = 3;
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/**
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|
* 整个模拟的最大迭代次数
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*/
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public maximumStepIterations = 5;
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/**
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* 世界的边界。粒子将被限制在这个空间中。
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*/
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public simulationBounds?: Rectangle;
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/**
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* 粒子是否允许被拖拽
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*/
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public allowDragging: boolean = true;
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public _composites: Composite[] = [];
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public static _colliders: Collider[] = new Array(4);
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public _tempCircle: Circle = new Circle(1);
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public _leftOverTime: number = 0;
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public _fixedDeltaTime = 1 / 60;
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public _iterationSteps: number = 0;
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public _fixedDeltaTimeSq: number = 0;
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constructor(simulationBounds: Rectangle = null) {
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this.simulationBounds = simulationBounds;
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this._fixedDeltaTimeSq = Math.pow(this._fixedDeltaTimeSq, 2);
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}
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public update(){
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this.updateTiming();
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if (this.allowDragging)
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this.handleDragging();
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for (let iteration = 1; iteration <= this._iterationSteps; iteration++){
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for (let i = this._composites.length - 1; i >= 0; i --){
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let composite = this._composites[i];
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for (let s = 0; s < this.constraintIterations; s++)
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composite.solveConstraints();
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composite.updateParticles(this._fixedDeltaTimeSq, this.gravity);
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composite.handleConstraintCollisions();
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for (let j = 0; j < composite.particles.length; j ++){
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let p = composite.particles[j];
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if (this.simulationBounds){
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this.constrainParticleToBounds(p);
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}
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if (p.collidesWithColliders)
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this.handleCollisions(p, composite.collidesWithLayers);
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}
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}
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}
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}
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public handleCollisions(p: Particle, collidesWithLayers: number){
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let collidedCount = Physics.overlapCircleAll(p.position, p.radius, VerletWorld._colliders, collidesWithLayers);
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for (let i = 0; i < collidedCount; i ++){
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let collider = VerletWorld._colliders[i];
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if (collider.isTrigger)
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continue;
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let collisionResult = new CollisionResult();
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// 如果我们有一个足够大的粒子半径使用一个圆来检查碰撞,否则回落到一个点
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if (p.radius < 2){
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if (collider.shape.pointCollidesWithShape(p.position, collisionResult)){
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// TODO: 添加一个碰撞器字典,让碰撞器设置为力的体积。然后,number可以在这里乘以mtv。它应该是非常小的值,比如0.002。
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p.position.subtract(collisionResult.minimumTranslationVector);
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}
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}else{
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this._tempCircle.radius = p.radius;
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this._tempCircle.position = p.position;
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||||||
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if (this._tempCircle.collidesWithShape(collider.shape, collisionResult)){
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|
p.position.subtract(collisionResult.minimumTranslationVector);
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}
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}
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}
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}
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public constrainParticleToBounds(p: Particle){
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let tempPos = p.position;
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let bounds = this.simulationBounds;
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if (p.radius == 0){
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if (tempPos.y > bounds.height)
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tempPos.y = bounds.height;
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else if(tempPos.y < bounds.y)
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tempPos.y = bounds.y;
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||||||
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if (tempPos.x < bounds.x)
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tempPos.x = bounds.x;
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else if (tempPos.x > bounds.width)
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tempPos.x = bounds.width;
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}else{
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if (tempPos.y < bounds.y + p.radius)
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tempPos.y = 2 * (bounds.y + p.radius) - tempPos.y;
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if (tempPos.y > bounds.height - p.radius)
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tempPos.y = 2 * (bounds.height - p.radius) - tempPos.y;
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if (tempPos.x > bounds.width - p.radius)
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tempPos.x = 2 * (bounds.width - p.radius) - tempPos.x;
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if (tempPos.x < bounds.x + p.radius)
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tempPos.x = 2 * (bounds.x + p.radius) - tempPos.x;
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}
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p.position = tempPos;
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}
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public updateTiming(){
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this._leftOverTime += Time.deltaTime;
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this._iterationSteps = Math.floor(Math.trunc(this._leftOverTime / this._fixedDeltaTime));
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this._leftOverTime -= this._iterationSteps * this._fixedDeltaTime;
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this._iterationSteps = Math.min(this._iterationSteps, this.maximumStepIterations);
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}
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/**
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* 向模拟添加composite
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* @param composite
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*/
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public addComposite<T extends Composite>(composite: T): T{
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this._composites.push(composite);
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return composite;
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}
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/**
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* 从模拟中删除一个composite
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* @param composite
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*/
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public removeComposite(composite: Composite){
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this._composites.remove(composite);
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}
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public handleDragging(){
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}
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public debugRender(camera: Camera){
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for (let i = 0; i < this._composites.length; i ++)
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this._composites[i].debugRender(camera);
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}
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}
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}
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Reference in New Issue
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