向量几何在游戏编程中的使用(三)
<3>2-D边界碰撞检测 -本人水平有限,疏忽错误在所难免,还请各位数学高手、编程高手不吝赐教一、使用向量进行障碍检测的原理
上次说了使用向量模拟任意角度的反弹,这次谈谈它的前提——障碍碰撞。
在游戏中进行障碍碰撞检测,基本思路是这样的:给定一个障碍范围,判断物体在这次移动后会不会进入这个范围,如果会,就发生碰撞,否则不发生碰撞。在实际操作中,是用物体的边界来判断还是其他部位判断完全取决于编程者。这时候,就可以从这个部位沿着速度的方向引出一条速度向量线,判断一下这条线段(从检测部位到速度向量终点)和障碍边界线有没有交点,如果有,这个交点就是碰撞点。
http://game.chinaitlab.com/UploadFiles_2352/200705/20070510155941123.gif
上面物体A,在通过速度向量移动之后将到达B位置。但是,这次移动将不会顺利进行,因为我们发现,碰撞发生了。碰撞点就在那个红色区域中,也就是速度向量和边界线的交点。 我们接下来的工作就是要计算这个交点,这是一个解线性方程组的过程,那么我们将要用到一样工具……
二、一个解线性方程组的有力工具——克兰姆(Cramer)法则
首先要说明一下的是,这个法则是有局限性的,它必须在一个线性方程组的系数行列式非零的时候才能够使用。别紧张,我会好好谈谈它们的。首先让我来叙述一下这个法则(我会试着让你感觉到这不是一堂数学课):
如果线性方程组:
A11*X1 + A12*X2 + …… + A1n*Xn = b1
A21*X1 + A22*X2 + …… + A2n*Xn = b2
……
An1*X1 + An2*X2 + …… + Ann*Xn = bn
的系数矩阵
A =
__ __
| A11 A12 ... A1n |
| A21 A22 ... A2n |
| 。。。。。。。 |
| An1 An2 ... Ann |
-- --
的行列式 |A| != 0
线性方程组有解,且解是唯一的,并且解可以表示为:
X1 = d1/d , X2 = d2/d , …… , Xn = dn/d (这就是/A/=d为什么不能为零的原因)
这里d就是行列式/A/的值,dn(n=1,2,3……)是用线性方程组的常数项b1,b2,……,bn替换系数矩阵中的第n列的值得到的矩阵的行列式的值,即:
| b1 A12 ... A1n |
d1 = | b2 A22 ... A2n |
| .............. |
| bn An2 ... Ann |
| A11 b1 ... A1n |
d2 = | A21 b2 ... A2n |
| .............. |
| An1 bn ... Ann |
...
| A11 A12 ... b1 |
dn = | A21 A22 ... b2 |
| .............. |
| An1 An2 ... bn |
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