缩放 Box2D 圆形及其碰撞检测？

Question

如果一个圆圈在启动阶段拉伸并变长（增加高度和减少宽度）如何在缩放时动态调整碰撞形状（在 Box2D 中）？是否可以通过所有步骤的每一帧完全拉伸并返回圆形来完成？

同样的，在弹跳的时候，压扁了一点，需要检测多宽少高。

想象一下，这是一个游戏中的英雄角色，他有点跳投能力，甚至可以在半空中跳起来'double jumps'。但大部分伸长和挤压发生在地面相互作用期间。像这样：

Answer 1

我们有两个问题：

动态改变夹具形状

Box2D 支持各种类型的形状，例如：

CircleShape（简单）
多边形（简单）
ChainShape、EdgeShape（复杂）

这里的情况取决于你这里需要什么类型的形状。如果 "simple" 类型的形状就足够了，解决方案就很简单，它会是（对于 PolygonShape）类似于

//! I'm using LibGDX in code examples but you can translate it to other engines

Body body;

...

//assuming that body has one fixture - if not just keep it's reference and call it directly
((PolygonShape) body.getFixtureList().first().getShape() ).setAsBox(hx, hy);

注意这里对于CircleShape you do not even need to cast it because Shape class包含setRadius方法

如果您需要 "complex" 类型的形状，情况会更复杂，但仍然很容易。你处理它的方式是销毁当前夹具并用另一个形状重新创建它，比如

Body body;
FixtureDef fixtureDef;

...

//creating fixturDef - for further usage (setting friction, density etc...)

...

//again assuming that body has one fixture - but also can keep reference
body.destroyFixture( bb1.getFixtureList().first() );

ChainShape shape = new ChainShape();
//creating shape...

fixtureDef.shape = shape;

body.createFixture(fixtureDef);

//you must dispose shape after fixture creating!
shape.dispose();

创建椭圆

虽然 Box2D 支持各种形状但没有椭圆类型，您需要使用一些技术自行生成它。在互联网上描述了很多方法 - 我将向您展示如何生成椭圆作为 ChainShape 实例。

我将使用 parametric equation for ellipse 和 0 <= t < 2π（以弧度表示）。该方法如下所示：
```
//overriding method to handle default STEPS value
ChainShape createEllipse(float width, float height)
{
    return createEllipse(width, height, 64);
}

ChainShape createEllipse(float width, float height, int STEPS)
{
    ChainShape ellipse = new ChainShape();      
    Vector2[] verts = new Vector2[STEPS];

    for(int i = 0; i < STEPS; i++)
    {
        float t = (float)(i*2*Math.PI)/STEPS;
        verts[i] = new Vector2(width * (float)Math.cos(t), height * (float)Math.sin(t));
    }

    ellipse.createLoop(verts);
    return ellipse;
} 
```
其中：
- 宽度 - 椭圆的宽度
- 高度 - 椭圆的高度
- STEPS - 创建椭圆的点数（更大的 STEPS = 更平滑的椭圆但生成成本更高）
所以总结一下 - 假设你在模拟过程中知道 body 的大小（因为如果你不知道它是比这个问题更大的话题) 场景将是：
- 检查我是否应该更换夹具（body 的尺寸是否改变了？）
- 如果是：
  - 销毁旧夹具
  - 生成新尺寸的新形状
  - 创建新夹具
  - 处理创建的形状
在代码中它会是这样的：
```
//in render method
if( bodySizeChanged() ) //this method is checking somehow if you should change fixture
{
    //again assuming that body has one fixture - but also can keep reference           
    body.destroyFixture( body.getFixtureList().first() );

    ChainShape ellipse = createEllipse(newWidth, newHeight);
    fixtureDef.shape = ellipse;

    body.createFixture(fixtureDef);
    ellipse.dispose();
}
```
当然每次都创建新形状不是很有效，更好的方法是在加载时创建一些 collection 形状 Array<ChainShape> 甚至 FixtureDef（例如在 show() 方法）并在渲染方法期间获得所需的 shape/fixtureDef。

编辑 - 例如，如果你的动画有一个 collection 精灵，你可以为每个精灵生成另一个 collection 形状 - 但前提是前一个动画帧有另一个尺寸 不改变形状到相同的形状 - 它会是这样的：

    Sprite[] frames = new Sprite[N]; //N sprites for animation
    ChainShape[] shapes = new ChainShape[N]; //N shapes

    ...

    Vector2 lastSize = new Vector2(0,0); //or another initial value - depends on what sizes your sprites have

    for(int i = 0; i < frames.length; i++)
    {
        Sprite s = frames[i];

        if(lastSize.x != s.getWidth() || lastSize.y != s.getHeight())
        {
            shapes[i] = createEllipse(s.getWidth(), s.getHeight());
            lastSize.set(s.getWidth(), s.getHeight());
        }
        else
        {
            shapes[i] = null;
        }
    }

然后在渲染方法中

    //render method
    int index = getCurrentAnimationFrameIndex(animation); //some function to get index of current sprite of character

    if(shapes[index] != null)
        //change fixture

当然你应该记得在你的应用程序结束时处理所有not-null形状（至少如果它是Libgdx）！

我在这里发现的一个更有趣的事情是 ChainShape 在碰撞过程中没有旋转 这对我来说有点奇怪。实际上它可能对你有好处（我猜球是某种角色，它不应该有旋转 - 也许你甚至会在它的 body 上设置一些 setFixedRotation）但是如果你想要body 旋转的方法是定义 MassData 并将 I（惯性）设置为某个值，然后将此 MassData 附加到 body

    MassData m = new MassData();

    m.center.set(0, 0);
    m.I = 100; //example value
    body.setMassData(m);

很遗憾，我无法告诉您应该在那里设置的确切值，但您可以在 Wikipedia site.

上阅读更多内容

缩放 Box2D 圆形及其碰撞检测？

Scale Box2D Circle Shape and it's Collision Detection?

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