Box2D C++教程18-碰撞过滤器

Box2D C++教程18-碰撞过滤器

本文出自http://www.wenbanana.com稻草人博客，欢迎访问！

 

备注：由于本人最近在学习box2d引擎，而中文资料中好的文章比较少，我就在google上找了一些英文资料。于是，发现了网上的Box2Dtutorial系列文章，觉得写得挺好的，于是做了一些翻译和大家分享分享。由于这是我第一次翻译技术型文章，翻译不当的地方还请各位多理解。

下面我给出原文网址：http://www.iforce2d.net/b2dtut/user-data，本系列翻译文章仅用于学习交流之用，请勿用于商业用途。欢迎各位转载！

 

碰撞过滤器

到目前为止我们所创作的场景，所有的fixtures都可以和其他的fixtures发生碰撞。这是默认的行为，但是我们还可以设置“碰撞过滤器”来提供更好的碰撞控制。碰撞过滤器是在创建fixture时设置一些标志。这些标志是：

         .categoryBits

         .maskBits

         .groupIndex

每一个’bits’值都是一个16位整数，所以你可以有16个不同类别的碰撞。There is a little more to it than that though，因为这些值的组合可以决定两个Fixtures是否会碰撞。Group index用来覆盖category/mask来设置一组给定的fixtures。

 

Category and maskbits

这个categoryBits标志可以认为fixture在说“我是……….”，maskBits就想是在说“我将会和…发生碰撞”。重要的一点是：这些情况下两个fixtures都得满足，这是为了碰撞被许可。

 

例如，你有两个categories、猫和老鼠。猫可能会说“我是猫，我将会和其他的猫和老鼠碰撞”，但老鼠就不会很愿意和猫碰撞，可能会说到“我是老鼠，我将会和其他的老鼠碰撞”。根据这些规则，一对猫会碰撞，并且一对老鼠也将会碰撞，但是老鼠和猫的组合就不会碰撞（即使猫对此不在意）。特别说明的是，程序是通过一个位和这两个标志来检查的，这点能帮助我们理解下面的代码：

bool collide=

         (filterA.maskBits& filterB.categoryBits)!=0&&

         (filterA.categoryBits& filterB.maskBits)!=0;

categoryBits默认的值是0x0001，maskBits默认的值是0xFFFF，或者用另外一种说法就是，每一个fixture都会说“我是一个物体，我会和所有其他的物体碰撞”，同时，由于所有的fixtures都有相同的规则，我们发现所有的fixture真的是会和其他的物体都发生碰撞。

 

让我们做一个实验，通过改变这些标志，看看他们如何被使用。我们需要一个有许多物体的情景，同时我们想看到所有的物体撞在一起但没有飞出屏幕，所以我想用drawing your ownobjects这一话题的场景，这个场景中有很多的圆形物体在围栏内：

 

到现在，你应该对设置项这样的场景应当很熟悉，我在这里就不在多叙述了。如果你想用自己的场景，关键的一点是这个场景要有很多大小不同并且有颜色的物体。

 

在这个例子中，我们想为每一个实体设置不同的尺寸和颜色，并把颜色作为持续测试的时间。我们在构造函数中已经有一个半径的参数，因此添加必要的代码来设置颜色参数，并且在渲染时去使用它。我们也会在每一个实体中添加categoryBits和maskBits参数：

//Ball class member variable

  b2Color m_color;

  //edit Ball constructor

  Ball(b2World* world, float radius, b2Color color, uint16 categoryBits, uint16 maskBits) {

    m_color = color;  

    ...

    myFixtureDef.filter.categoryBits = categoryBits;

    myFixtureDef.filter.maskBits = maskBits;

  //in Ball::render

  glColor3f(m_color.r, m_color.g, m_color.b);

 

好吧，那我们用尺寸和颜色来做什么呢？一个自上而下有许多不同categories的车辆的战斗场景能很好地解释这一点，这个场景中，只有一部分物体会发生碰撞，例如：地面上的车辆不能和飞行器发生碰撞。让我们创建一个场景，有船、有飞行器，并且每一个实体都有一个友好或敌对状态。我们将使用大小来直观的判断一个实体时船还是飞机，并用颜色来显示它的友好/敌对状态。让我们想场景中添加大量的实体，先让标志为空。

//in FooTest constructor

  b2Color red(1,0,0);

  b2Color green(0,1,0);

  //large and green are friendly ships

  for (int i = 0; i < 3; i++) 

    balls.push_back( new Ball(m_world, 3, green, 0, 0 ) );

  //large and red are enemy ships

  for (int i = 0; i < 3; i++) 

    balls.push_back( new Ball(m_world, 3, red, 0, 0 ) );

  //small and green are friendly aircraft

  for (int i = 0; i < 3; i++) 

    balls.push_back( new Ball(m_world, 1, green, 0, 0 ) );

  //small and red are enemy aircraft

  for (int i = 0; i < 3; i++) 

    balls.push_back( new Ball(m_world, 1, red, 0, 0 ) );

我将会关闭重力来更好地进行观察。你运行的结果应该像下面这样：

 

很明显所有的物体都没有发生碰撞。这是因为你在fixture的maskBits设置为0造成的，它将不会再碰撞。然而，这不是我们想要的效果。让我们来看看如何得到的不是仅仅简单的“全或无”的控制。我们会在可以发生碰撞的物体间设置如下的规则：

1.      所有的车辆可以和边界碰撞

2.      船和飞行器不碰撞

3.      所有的船可以和其他船碰撞

4.      飞行器会和敌对的飞行器碰撞，而不会和同伴的飞行器碰撞

 

这看起来相当的复杂，如果我们从每一个category下手，那么就不会这么的复杂了。首先让我们给每一个category定义一些位标志：

  enum _entityCategory {

    BOUNDARY =          0x0001,

    FRIENDLY_SHIP =     0x0002,

    ENEMY_SHIP =        0x0004,

    FRIENDLY_AIRCRAFT = 0x0008,

    ENEMY_AIRCRAFT =    0x0010,

  };

由于fixture默认的category是1，这样的安排意味着我们不需要做特别的边界fixture。至于其他的，可以考虑每一种车辆的类型，如“我是….、我和…碰撞”：

实体

我是….

(categoryBits)

我和…碰撞

(maskBits)

友好的船

FRIENDLY_SHIP

BOUNDARY |FRIENDLY_SHIP | ENEMY_SHIP

敌对的船

ENEMY_SHIP

BOUNDARY |FRIENDLY_SHIP | ENEMY_SHIP

友好的飞行器

FRIENDLY_AIRCRAFT

BOUNDARY |ENEMY_AIRCRAFT

敌对的飞行器

ENEMY_AIRCRAFT

BOUNDARY |FRIENDLY_AIRCRAFT

 

所以，我们可以再创建实体时使用上面的数据来设置合适的参数。

//large and green are friendly ships

  for (int i = 0; i < 3; i++) 

    balls.push_back( new Ball(m_world, 3, green, FRIENDLY_SHIP, BOUNDARY | FRIENDLY_SHIP | ENEMY_SHIP ) );

  //large and red are enemy ships

  for (int i = 0; i < 3; i++)

    balls.push_back( new Ball(m_world, 3, red, ENEMY_SHIP, BOUNDARY | FRIENDLY_SHIP | ENEMY_SHIP ) );

  //small and green are friendly aircraft

  for (int i = 0; i < 3; i++) 

    balls.push_back( new Ball(m_world, 1, green, FRIENDLY_AIRCRAFT, BOUNDARY | ENEMY_AIRCRAFT ) );

  //small and red are enemy aircraft

  for (int i = 0; i < 3; i++) 

    balls.push_back( new Ball(m_world, 1, red, ENEMY_AIRCRAFT, BOUNDARY | FRIENDLY_AIRCRAFT ) );

现在再次运行程序，你会发现上面的规则都被很好地履行了。

 

使用group indexes

 

Fixture的groupIndex标志能够用来覆盖上面的category和mask设置。顾名思义，它能够将fixture放在一起，要么它们总是可以碰撞，要么永远不能碰撞。groupIndex作为一个有符号的整数，而不是bitflag。这里是它的工作原理----慢慢地阅读，一开始会有些难理解。当检查两个fixture来看看它们是否应该碰撞：

         .如果它们中的一个groupIndex是0，使用category/mask规则同上

         .如果两个的groupIndex都是非零但不相同，使用category/mask规则同上

         .如果两个的groupIndex相同且都为正，碰撞

         .如果两个的groupIndex相同且为负，不碰撞

groupIndex的默认值为0，所以目前为止它什么也没有参与。让我们做一个简单的例子，覆盖上面的category/mask设置。我们会将边界墙和一辆车放在同一组内，并且将group值设为负值。如果你仔细留意了上面的解释，你会发现这将让一辆车偷偷摸摸地逃离边界围栏。

 

你可以再Ball类的构造函数中添加一个groupIndex参数，或者用一个快捷的方法：

//in FooTest constructor, before creating walls

  myFixtureDef.filter.groupIndex = -1;//negative, will cause no collision

  //(hacky!) in global scope

  bool addedGroupIndex = false;

  //(hacky!) in Ball constructor, before creating fixture

  if ( !addedGroupIndex )

    myFixtureDef.filter.groupIndex = -1;//negative, same as boundary wall groupIndex

  addedGroupIndex = true;//only add one vehicle to the special group

如果我们将groupIndex设置为正值，这个汽车总是会和墙碰撞。在这种情况下，所有的汽车都和墙碰撞了，所以这没有太大的区别，这就是我们为什么将它设置为负，因此我们就可以看到要发生的事。在其他的情况下，这可能会相反，例如船和飞行器永远都不会发生碰撞，你可能会说一部分的飞行器会和船碰撞。如低空飞行的水上飞机，或许…

 

需要更多的控制

如果你需要更加具体地控制什么和什么可以碰撞，你可以在世界里设置一个碰撞过滤回调以便Box2D在需要检查两个fixtures是否应该碰撞，而不是使用上面的规则给出两个fixtures并让你去决定。回调的使用方法和debug draw以及碰撞回调的使用一样，通过继承b2ContactFilter，实现线面的函数，让引擎通过调用世界的SetContactFilter函数回去信息。

bool b2ContactFilter::ShouldCollide(b2Fixture* fixtureA, b2Fixture* fixtureB);

 

在运行时改变碰撞过滤器

有时候你可能想根据游戏中具体的事件来改变碰撞过滤器。你可以在fixture中创建新的b2Filter来改变他们的categoryBits、maskBits和groupIndex。通常你只想改变他们中的一个，所以这很方便获取现有的过滤器，改变你想要修改的数值，并把它放回去。如果你有一个指向fixture的引用，这回变得更容易：

//get the existing filter

  b2Filter filter = fixture->GetFilterData();

  //change whatever you need to, eg.

  filter.categoryBits = ...;

  filter.maskBits = ...;

  filter.groupIndex = ...;

  //and set it back

  fixture->SetFilterData(filter);

如果你只有只想物体的引用，你需要遍历物体的Fixture来找到你想要的fixture。