在碰撞中将能量从一个 object 转移到另一个（在 pymunk/chipmunk 中）

Question

这个问题是关于 pymunk 的，但我知道那里有更多的 Chimpunk 用户；所以如果你的答案涉及 C/Chipmunk 代码，没关系。虽然我不会写 C 代码，但如果我阅读别人的代码，我通常可以弄清楚是怎么回事。

设置

我正在模拟 top-down 滑动 object 游戏（想想冰壶或沙狐球）。我已经对代码的相关部分做了一个最小的例子（在问题的末尾），但它的核心是：

创建了两个相同的物理 object（按照卷曲术语，我称它们为 'stones'）
它们的位置具有相同的 x 值但不同的 y 值（一个在另一个上方的直线上）。
使用 apply_impulse（目前，虽然尝试了其他方法），下面的石头 'launched' 直接在另一块石头上

我希望达到的目标

当石头碰撞时，下面的石头应该突然停下来（或者可能会反弹一点——我还没有完全了解这个细节），而它的全部或大部分能量都转移到了上面的石头，它将开始向上移动。

我得到的是什么

当石头碰撞时，下面的石头并没有停止，而是开始将上面的石头推上屏幕。好像下层比上层质量大，但它们是用相同的功能创建的，所以它们应该是相同的。

我已经上传了一个 .gif 到 imgur 来说明这一点，如果它有帮助的话： http://imgur.com/a/FF6Xq

它比实际运行运行脚本时的帧率低，但它仍然说明了正在发生的事情。

我试过的

通读 pygame 文档，尝试识别所有可能相关的 body 和形状属性，我尝试以各种组合调整以下所有内容：

body.mass
shape.friction
shape.elasticity
'ground friction'（在top-down场景中模拟地面摩擦力的枢轴约束max_force）
发射下部石头的'power'（传递给apply_impulse的参数之一）
使用 apply_force 代替 apply_impulse

调整 any/all 使石头的行为发生明显的预期变化，但 none 改变了碰撞时一块石头推动另一块石头的根本问题。

我已阅读有关使用 pymunk.CollisionHandler() 的信息，但尚未尝试使用它。从文档中，我觉得这主要是为了给碰撞添加额外的效果，而不是首先修改碰撞时发生的基本物理现象。但我可能有误解，欢迎任何建议。

我看过几个 pymunk 演示。最值得注意的是，名为 newtons_cradle.py 的演示展示了我想要的行为。这是对其中一个有五个球悬挂在一排的小玩意的模拟；当用户向后拉一端的一个球时，它会击中该行的其余球，能量会转移到另一侧的球上。 newtons_crade.py 与我的代码只有两个主要区别：

是'side-view'（所以重力大于0）
而不是使用 apply_impulse 或 apply_force，仅使用重力将球推向其他球（受约束约束）。

遗憾的是，在我的 top-down 设置中无法使用重力。所以问题可能出在我对 apply_impulse/apply_force 的使用上，但我看不到任何修改这些使用方式的方法（我已经尝试过各种功率和质量的组合，以及调整约束的设置).

即使给我指出正确的方向——即关于我可能阅读的其他内容、我可能尝试修改的其他内容的一些建议——我将不胜感激。我不是 pymunk/chipmunk 中第一个尝试此操作的人，但我找不到示例。至少在 pymunk 方面不是；如果C/Chipmunk中有很好的例子我可以学习，那也很有用。

谢谢大家的宝贵时间。

最小示例代码

没有必要研究代码来理解问题，但我已将其张贴在这里以防万一。虽然被精简以仅显示代码的核心，但它是一个完整的脚本并且可以是运行。它在 Python 3.

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import sys
import pygame
from pygame.locals import *
import pymunk
import pymunk.pygame_util

def add_and_tether_stone(space,sx,sy):
    """Creates a stone and its corresponding shape, and tethers it with constraints that simulate ground friction and govern spin."""
    #body
    mass = stone_mass
    radius = stone_radius
    moment = pymunk.moment_for_circle(mass, 0, radius)
    body = pymunk.Body(mass, moment)
    body.position = sx,sy
    #shape
    shape = pymunk.Circle(body, radius)
    shape.friction = stone_friction
    shape.elisticity = stone_elisticity
    space.add(body, shape)
    #constraints
    fpiv = pymunk.constraint.PivotJoint(space.static_body,body,(0.0,0.0),(0.0,0.0))
    fpiv.max_force = ground_friction
    fpiv.max_bias = 0.0
    fmot = pymunk.constraint.SimpleMotor(space.static_body,body,0)
    fmot.max_force = 5000000 #arbitry 'very high' value clamps down on the high rotation imparted by apply_impulse or apply_force
    space.add(fpiv)
    space.add(fmot)
    return body,shape,fpiv,fmot

def launch_stone(body,power):
    """Launches a stone in the manner of a player taking a shot."""
    body.apply_impulse_at_world_point((0,power),(0,0)) #force(x,y),offset(x,y)

def main():
    global ground_friction,stone_mass,stone_radius,stone_friction,stone_elisticity
    running = True
    #PyGame setup
    pygame.init()
    screen = pygame.display.set_mode((500,500))
    clock = pygame.time.Clock()
    sheet = pygame.Surface((500,500))
    sheetcolor = (0,0,0)
    sheet.fill(sheetcolor)
    sheet = sheet.convert()
    sheetblit = (0,0)
    screen.blit(sheet,sheetblit)

    #PyMunk setup
    space = pymunk.Space() #space.damping defaults to 1.0, and space.gravity defaults to (0.0, 0.0).
    draw_options = pymunk.pygame_util.DrawOptions(sheet) #used only for the pygame_util debug draw mode

    #Constants to Tweak
    stone_mass = 1.4
    stone_radius = 20
    power = 340 #in a full implementation, this would vary with player input
    ground_friction = 4.5
    stone_friction = 2.0
    stone_elisticity = 1.0

    #Setup for the minimal example: add two stones and launch one at the other.
    stone_a = add_and_tether_stone(space,40,260)
    stone_b = add_and_tether_stone(space,40,21)
    launch_stone(stone_b[0],power)

    while running:
        for event in pygame.event.get(): #listen for controls (all the controls except 'esc' have been removed for the minimal example)
            if event.type == KEYDOWN and event.key == K_ESCAPE:
                running = False
        #Draw, update physics, and advance
        sheet.fill(sheetcolor)
        space.debug_draw(draw_options) #from pymunk.pygame-util (handy!)
        screen.blit(sheet,sheetblit)
        space.step(1/50.0)
        pygame.display.flip()
        clock.tick(50)

if __name__ == '__main__':
    sys.exit(main())

再次感谢大家的宝贵时间。

Answer 1

也许我在你的代码中遗漏了一些东西（我这里只有命令行 python 所以我不能运行你的脚本），但我无法重现你的问题。

这是我试过的一个简短代码，它似乎可以按您的要求工作：

import pymunk

s = pymunk.Space()

b1 = pymunk.Body(1,10)
b1.position = 0,0

b2 = pymunk.Body(1,10)
b2.position = 0,10

c1 = pymunk.Circle(b1, 1)
c1.elasticity = 1.0
c2 = pymunk.Circle(b2, 1)
c2.elasticity = 1.0

j1 = pymunk.constraint.PivotJoint(s.static_body, b1, (0,0),(0,0))
j1.max_force = 4.5
j1.max_bias = 0

j2 = pymunk.constraint.PivotJoint(s.static_body, b2, (0,0),(0,0))
j2.max_force = 4.5
j2.max_bias = 0

j3 = pymunk.constraint.SimpleMotor(s.static_body,b1,0)
j3.max_force = 5000000
j4 = pymunk.constraint.SimpleMotor(s.static_body,b2,0)
j4.max_force = 5000000

s.add(b1,b2,c1,c2,j1,j2,j3,j4)

b1.apply_impulse_at_world_point((0,30),(0,0))

for x in range(25):
    s.step(0.02)
    print(b1.position, b2.position)

这会在我的屏幕上打印出来（所以 b1 停止了，所有的运动都转移到了 b2）：

Vec2d(0.0, 0.6) Vec2d(0.0, 10.0)
Vec2d(0.0, 1.1982) Vec2d(0.0, 10.0)
Vec2d(0.0, 1.7946) Vec2d(0.0, 10.0)
Vec2d(0.0, 2.3891999999999998) Vec2d(0.0, 10.0)
Vec2d(0.0, 2.9819999999999998) Vec2d(0.0, 10.0)
Vec2d(0.0, 3.573) Vec2d(0.0, 10.0)
Vec2d(0.0, 4.1622) Vec2d(0.0, 10.0)
Vec2d(0.0, 4.7496) Vec2d(0.0, 10.0)
Vec2d(0.0, 5.3352) Vec2d(0.0, 10.0)
Vec2d(0.0, 5.9190000000000005) Vec2d(0.0, 10.0)
Vec2d(0.0, 6.501) Vec2d(0.0, 10.0)
Vec2d(0.0, 7.081200000000001) Vec2d(0.0, 10.0)
Vec2d(0.0, 7.659600000000001) Vec2d(0.0, 10.0)
Vec2d(0.0, 8.2362) Vec2d(0.0, 10.0)
Vec2d(0.0, 8.228112001309862) Vec2d(0.0, 10.584682725252637)
Vec2d(0.0, 8.228112001309862) Vec2d(0.0, 11.159477451815137)
Vec2d(0.0, 8.228112001309862) Vec2d(0.0, 11.732472178377638)
Vec2d(0.0, 8.228112001309862) Vec2d(0.0, 12.303666904940137)
Vec2d(0.0, 8.228112001309862) Vec2d(0.0, 12.873061631502637)
Vec2d(0.0, 8.228112001309862) Vec2d(0.0, 13.440656358065137)

在碰撞中将能量从一个 object 转移到另一个（在 pymunk/chipmunk 中）

Transfer of energy from one object to another in collision (in pymunk/chipmunk)

python

2d

chipmunk

game-physics

pymunk