不使用物理引擎，自己动手做真实物理的模拟投篮游戏

最近打算做一个2D投篮游戏，由于对于BOX2D等物理引擎并不熟悉，加之一开始低估了游戏所需要的碰撞检测复杂度，认为仅仅涉及4面墙，篮球，篮板，篮筐，篮网的碰撞检测并不复杂。因此决定自己实现所需要的碰撞检测。结果实际开始做时磕磕碰碰遇到了许多问题。

1、如何实现像素级碰撞检测。

as3原生的hitTestObject只能检测矩形，对于圆形等其他形状就不适用了；打算用hitTestPoint来检测篮球与篮板四个边角，篮筐前后框点，在实践尝试中发现是有问题的，在涉及物体旋转的情况下检测就不精确了。因此只能自己实现像素级碰撞检测。在网上查找了许多资料，终于找到比较好的解决思路：利用叠加模式检测两物体不透明像素部分。

　　　分享一位国外大牛写的不规则物体像素级碰撞检测算法及详解

　2、计算碰撞物体的反弹速度及方向。

我们可以常见的使用BOX2D等物理引擎实现的游戏，如桌球游戏，球与球相撞、球与桌的相撞，根据碰撞角度不同，反弹速度和方向也是不同的。把事情交给物理引擎解决，当然是高枕无忧，如果想自己计算出反弹速度及方向。那就不仅是写写代码的问题，而是要通过数学、物理来解决。基本该问题分为两部分解决：

　　a）恢复现场：由于物体的移动是按帧改变的，所以物体位置变化不是连续的，而是离散的。当碰撞发生时，两物体已经相交重叠了，而实际计算反弹速度和方向，需要在物体刚刚相碰撞一刻的情况下进行。因此需要将两物体合理地恢复到刚刚碰撞的位置。实际物理引擎的处理非常复杂，而本游戏则是采用简单方法处理。将球按反速度一点点回退，直到球与碰撞点的距离刚好为球的半径。

　　b）利用向量原理计算反弹速度及方向。实话说，自己凭空想的话怎么也想不到是通过向量的思路得出答案。刚开始做时琢磨了很久，查了一些资料，终于在一个帖子找到答案，这不就是高中学的空间向量嘛？赤果果的数学题啊~~

　　向量几何在游戏编程中的使用

我们现在的任务是：已知物体的速度向量S和边界向量b，求它的反射向量F。我们先来看一下在碰撞过程中都有哪些向量关系：

设b是障碍向量，S是入射速度向量，F是反射速度向量，也就是我们要计算的向量。A是入射角度，A'是反射角度，A=A'。N是b的法向量，即N垂直于b。n是与N共线的向量，n'是N方向的单位向量。T是垂直于N的向量。根据向量加法，现在有关系：

(1) S + n = T
(2) n + T = F

合并，得
F = 2*T - S

又已知T = S + n，

最终得 F = 2(S + n) - S = S - 2n

实际写代码是，Sx，Sy，nx，ny都是可以计算出来的，通过公式最终求出Fx，Fy。

3、画出瞄准线。

　　许多主流投篮类游戏都能在篮球投出前画出瞄准线。说下实现思路。根据鼠标按下时的位置和当前位置可计算出初始速度和方向。既然知道了速度，就可根据时间计算距离。因此可计算投出后每隔一段时间后(如每隔0.1s)，小球的舞台坐标，并依次draw出一个个点，看起来就是一条瞄准线。有个必须要注意的细节。画点的时候，要考虑重力对于垂直速度的改变。并且改变值要与实际小球渲染时的速度改变相同。如渲染时每隔0.1s计算一次重力因素对垂直速度的改变。在瞄准画线时也需要每隔0.1s改变一次垂直速度。只有这样，瞄准线才是正确的。

实现过程折腾了很久，解决了以上问题后终于使投篮过程显得比较真实。尽管如此，这样一个自己现实的简单碰撞检测，使用很局限，游戏玩法稍微深挖，像要在场景加入新的物体，就无法胜任了。最终学习了下BOX2D发现也不复杂，还是改成用Box2d物理引擎来做，通过笔者一番蛋疼的折腾后也证实，如果想要认认真真做一个物理游戏，用物理引擎才是正确的做法，把专业任务讲给专业的系统去处理。

这里分享自己做这个小游戏的经验，存当抛砖引玉，希望有人碰到某些特定需求，可以用上这些技巧。

游戏源码下载地址：