C++多小球非对心弹性碰撞(HGE引擎)
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资源说明:下面依次说下各个成员方法的作用,部分有代码。   (1)构造方法CBall(float _x,float _y,float … ,float _density = 1.0f);对成员变量初始化,需要注意,密度默认是1.0f,而质量通过体积和密度的计算求得。【球体质量 m=ρ*v , v = 4/3*π*r^3】。   (2)碰撞检测,返回当前对象时候与参数ball发生碰撞,dt是一帧的时间。   bool CBall::IsCollision(CBall *ball,float dt) { //计算的是下一刻的位置,以免发生粘连 floa 在C++编程中,实现多小球非对心弹性碰撞涉及到物理原理和向量运算,这里我们主要讨论以下几个关键知识点: 1. **球体质量计算**: 在构造方法`CBall(float _x, float _y, ..., float _density = 1.0f)`中,球体的质量`m`是由其体积`v`和密度`ρ`计算得到的。体积公式为`v = 4/3 * π * r^3`,其中`r`是球体的半径。密度默认设置为1.0f,质量`m`则为`m = ρ * v`。这意味着,如果知道球的半径和密度,可以计算出球的质量。 2. **碰撞检测**: 碰撞检测方法`IsCollision(CBall *ball, float dt)`用于检查两个球体在下一帧是否会碰撞。它计算两个球在dt时间后的位置,然后通过欧几里得距离公式判断它们之间的距离是否小于两个半径之和。如果小于,说明发生了碰撞,返回`true`;否则,返回`false`。这样可以避免球体在连续两帧之间出现粘连现象。 3. **弹性正碰撞**: 弹性正碰撞遵循动能守恒和动量守恒定律。在方法`CollisionWith(CBall *ball)`中,根据这两个定律可以推导出碰撞后两个球的新速度。公式如下: 对于球1(m1, v1)和球2(m2, v2),碰撞后的速度分别为v1'和v2',计算公式为: ``` v1' = [ (m1-m2)*v1 + 2*m2*v2 ] / (m1+m2) v2' = [ (m2-m1)*v2 + 2*m1*v1 ] / (m1+m2) ``` 这两个公式确保了碰撞后,总动能和总动量保持不变。 4. **弹性斜碰撞**: 弹性斜碰撞的处理较为复杂,需要用到向量运算。在`CollisionWith2(CBall *ball)`方法中,首先找到碰撞点的切平面和法线向量,然后将速度向量分解到这两个基底上。接着进行类似于正碰撞的投影计算,但这次是在切平面上进行弹性碰撞,之后再将结果转换回原速度向量空间。这个过程涉及到向量的点乘、标量乘法、向量加法以及向量旋转操作。 5. **向量运算**: 向量在物理学中表示具有大小和方向的量,在C++中可以使用自定义的数据结构或库函数来表示。向量的点乘(内积)用于计算两个向量在某一轴上的投影,向量的规范化(单位化)则是将其长度变为1,以便进行投影计算。向量的加法和乘法用于合成新的向量,以更新球体的速度。 在HGE引擎中实现这些碰撞算法时,需要考虑实时性、效率以及精确度。碰撞检测和处理通常是游戏引擎中的核心部分,因为它们直接影响到游戏的物理行为和玩家体验。理解并正确实现这些概念对于创建真实的物理模拟至关重要。
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