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Irrlicht引擎里的冲突检测与响应
2009-05-25 16:38
这是Irrlicht SDK中给的一个例子,用来演示如何在Irricht中冲突检测与响应,其它的例子还有十三个,俺会陆续翻译出来。自己英语水平很洼,但对翻译又有点瘾,所以就帖到这里来,有译错或表达不好的地方请指正。

 例7,碰撞检测与响应
  这一节,我将演示如何在Irrlicht引擎里进行碰撞检测。有三种方法:自动的碰撞检测,例如上下楼梯时移动全局坐标;手工拾取三角形和场景结点。
  演示程序效果图:
  开始吧!
  简单起见,我们拿那个加载并显示Quake3地图的例2开刀:在里面四处走动并从中拾取三角形。另外,为了说明场景结点的拾取我们再放三个精灵在里面。下面的代码启动引擎并加载Quake3地图。不再多加解释(详情参见例2)。


#include <irrlicht.h>
#include <iostream>
using namespace irr;

#pragma comment(lib, "Irrlicht.lib")

int main()
...{
   // let user select driver type
   video::E_DRIVER_TYPE driverType;
printf("Please select the driver you want for this example: "
     " (a) Direct3D 9.0c  
(b) Direct3D 8.1
(c) OpenGL 1.5 "  
   " (d) Software Renderer
(e) Apfelbaum Software Renderer "     "
(f) NullDevice   (otherKey) exit ");  
char i;
std::cin >> i;
switch(i)
...{  
case 'a': driverType = video::EDT_DIRECT3D9;break;  
case 'b': driverType = video::EDT_DIRECT3D8;break;  
case 'c': driverType = video::EDT_OPENGL;   break;  
case 'd': driverType = video::EDT_SOFTWARE; break;  
case 'e': driverType = video::EDT_SOFTWARE2;break;    
case 'f': driverType = video::EDT_NULL;    
break;   default:
return 0;
}    
   // create device   IrrlichtDevice *device = createDevice(driverType,
     core::dimension2d<s32>(640, 480), 16, false);
   if (device == 0)  
         return 1; // could not create selected driver.
video::IVideoDriver* driver = device->getVideoDriver();  
scene::ISceneManager* smgr = device->getSceneManager();  
device->getFileSystem()->addZipFileArchive("../../media/map-20kdm2.pk3");
     scene::IAnimatedMesh* q3levelmesh = smgr->getMesh("20kdm2.bsp");
     scene::ISceneNode* q3node = 0;

     if (q3levelmesh)
         q3node = smgr->addOctTreeSceneNode(q3levelmesh->getMesh(0));

 到此为止,我们已经像例2那样加载了Quake3地图。接下来的情况有所不同:我们创建了一个三角形的选择器。这是一个类,你可以用它来从场景结点中拾取三角形,以用作各种不同的用途,比如碰撞检测。引擎里有几种三角选择器,它们都可以用ISceneManager来创建。在这个例子中我们创建OctTreeTriangleSelector,你可以照字面意思理解,是的,这是个树状的选择器,“树”就是数据结构里面的树,我们以此来对三角形数目的输出做些优化。这样对像Quake3之类大的地图是很有用的。
  创建完三角形选择器就把它“系”到场景结点上去,此处是q3node。并不是必需这么做,这是“懒汉”式做法,不用再考虑选择器了,比如到底什么时候用不着了才好释放它。

  还是像例2,为了能在Quake3地图里面移动,我们添加一个FPS(First Person Shooter第一人称射击游戏)相机。但这一次,还要给相机加个特殊的animator:带冲突响应的animator(注3)。它会调整与自己关联的场景结点,使它看起来受重力影响并且不会穿墙而过。对于animator,我们要做的唯一的事情就是告诉它世界是个什么样子,场景结点有多大,重力有多大等等。把带冲突响应的animator加到相机上后,就不必再做任何关于碰撞检测的事――一切都是自动的!。下面有关碰撞检测的代码是是用来拾取的。还有一个令人高兴的、很酷的特性:可以把带冲突响应的animator的事附加到任何场景结点上,不只是相机。另外,它也可以与别的场景结点animator混合使用。如此以来,在Irrlicht引擎中使用冲突检测与响应就非常、非常地简单。
  好了,来看一下createCollisionResponseAnimator() 的参数。第一个参数是TriangleSelector,指明碰撞检测完成后世界看起来是个什么样子。 第二个参数是场景结点,指定受碰撞检测影响的对象,在我们的例子中就是相机。第三个定义对象的大小,即椭球半径。试一试:把半径改小后是不是能够靠墙更近呢?下一个参数是重力的大小和方向。你可以将方向设为(0,0,0)以消除重力。最后一个仅用于转换:否则的话,计算好碰撞检测的椭球会包住相机,而相机位于椭球的中央。但是从人的角度,我们习惯于“眼睛在身体的上方”,而眼睛在身体中间是同我们的现实世界相抵触的。所以我们用这个参数把场景结点从椭球中央上移50个单位。好,现在碰撞检测可以起作用了。


     scene::ICameraSceneNode* camera =             camera = smgr->addCameraSceneNodeFPS(0,100.0f,300.0f);
     camera->setPosition(core::vector3df(-100,50,-150));

     scene::ISceneNodeAnimator* anim =     smgr->createCollisionResponseAnimator(
         selector, camera, core::vector3df(30,50,30),
         core::vector3df(0,-3,0),
         core::vector3df(0,50,0));
     camera->addAnimator(anim);
     anim->drop();
  因为在Irrlicht里碰撞检测并不是很大的一块(引擎要做的事多着呢,译注)。下一节我将描述如何使用两种不同类型的拾取。但在这之前我会为场景稍作准备。需要三个用来拾取的角色:精灵,一个动态光源以照亮它们,一个用来指出交叉点的白板,还有,噢,我得把光标去掉。 :)

  为了不致太复杂,我会在渲染循环里进行拾取。我们先定义两个指针用来保存当前和最后一个场景结点,然后进入循环。
  

     scene::ISceneNode* selectedSceneNode = 0;
     scene::ISceneNode* lastSelectedSceneNode = 0;

    
     int lastFPS = -1;

     while(device->run())   if (device->isWindowActive())
     ...{
         driver->beginScene(true, true, 0);

         smgr->drawAll();
  用smgr->drawAll()绘制完全部场景后,开始第一次拾取:我们想知道自己正瞧着整个世界坐标中的哪个三角形。另外,准确一些,还想知道这是在Quake3地图中的哪个点。为此我们创建一个三维的射线:从相机位置开始,穿过目标点。
  然后向碰撞管理器询问:这条射线是否同存储在三角选择器里的三角形发生碰撞?如果是,我们画一个三维的三角形并把白板位置设在交叉点上。



         core::line3d<f32> line;
         line.start = camera->getPosition();
         line.end = line.start +
         (camera->getTarget() - line.start).normalize() * 1000.0f;

         core::vector3df intersection;
         core::triangle3df tri;

         if (smgr->getSceneCollisionManager()->getCollisionPoint(
             line, selector, intersection, tri))
         ...{
             bill->setPosition(intersection);
                
             driver->setTransform(video::ETS_WORLD, core::matrix4());
             driver->setMaterial(material);
             driver->draw3DTriangle(tri, video::SColor(0,255,0,0));
         }
  Irrlicht引擎支持的另一种拾取方法是基于包围盒的节点拾取。每个场景结点已有一个包围盒包着,正因如此,拾取速度非常快,例如在拾取相机看到的场景结点时。再说明一次,我们是向碰撞管理器询问得到这个结果的,如果得到了一个场景结点,就通过取消它材质的光照特性而加亮它,当然,如果它不是白板或Quake3地图的话。
 

     selectedSceneNode = smgr->getSceneCollisionManager()->
           getSceneNodeFromCameraBB(camera);

         if (lastSelectedSceneNode)
             lastSelectedSceneNode->setMaterialFlag(
                 video::EMF_LIGHTING, true);

         if (selectedSceneNode == q3node ||
           selectedSceneNode == bill)
             selectedSceneNode = 0;

         if (selectedSceneNode)
             selectedSceneNode->setMaterialFlag(
               video::EMF_LIGHTING, false);

         lastSelectedSceneNode = selectedSceneNode;
  就这些,下面要做的只是完成绘制。
 

         driver->endScene();

         int fps = driver->getFPS();

         if (lastFPS != fps)
         ...{
           core::stringw str = L"Collision detection example - Irrlicht Engine [";           str += driver->getName();           str += "] FPS:";           str += fps;           device->setWindowCaption(str.c_str());           lastFPS = fps;         }
     }

     device->drop();
    
     return 0;
}

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