【Visual C++】游戏开发笔记十八 游戏基础物理建模(一) 匀速与加速运动

【Visual C++】游戏开发笔记十八游戏基础物理建模(一) 匀速与加速运动

本系列文章由zhmxy555（毛星云）编写，转载请注明出处。/zhmxy555/article/details/7496200作者：毛星云邮箱： happylifemxy@ 欢迎邮件交流编程心得

我们可以毫不夸张的说，在当今的任意一款成功的3D游戏引擎中，物理建模都是非常核心的部分。

比如当今最高水平的、大名鼎鼎的引擎Unreal Engine 3 （虚幻3），比如国产第一单机游戏《仙剑奇侠传》四代与五代采用的引擎Renderware，都有着健壮而强大的代码负责着引擎内部完善的物理建模。

为了设计出立足实际，联系现实的游戏，为了我们研发出能有与现实物理现象大体相同的游戏效果，以致给玩家一个身临其境的游戏体验，我们必须进行合适的物理建模。

其实吧，在任何一款成功的游戏中，有关物理的代码都占着很大的比重，所以在开发游戏过程中，进行优秀的物理建模是非常必要的。

在之后会推出的几节关于游戏物理建模的文章里，我们会介绍一些最基本的物理模型，这些内容暂时不包含微积分的知识，不会超出高中物理的范围，非常的通俗易懂。

但恰恰通过这些看似简单的模型，我们可以毫不费力地亲手编写出属于自己的2D或3D游戏。

至于你信不信，反正浅墨是信了，呵呵。

关于本节的知识点，是匀速与加速运动，他们在游戏领域里运用可谓非常的广泛。

譬如Dota里每个英雄都是以一个固定的速度进行匀速运动的，比如灵魂守卫TerroBlade的初始移动速度就为310，装备鞋子之后就会更快（当然我们这里没考虑英雄被技能和物品减速时的速度），如果是吃了加速神符或者狼人变身之后就是以522的极速进行匀速运动了。又比如《极品飞车》系列涉及到的跑车匀速，变速行驶的问题。又如愤怒的小鸟，我们可以把里面每只小鸟的运动轨迹看做斜抛运动，将其速度按X与Y轴进行分解处理，在鸟飞翔的途中轨迹的运算，运用的就是本节的知识。（重力加速度会在之后的文章里讲解）

本节依旧先是基础知识的讲解，再附上一个demo供大家巩固提高。

一、基础知识讲解

1.匀速运动

通常情况下，一个会移动的物体都是具有“速度”的，这个速度我们可以进行正交分解，看做各个方向上“速度分量”的合成。

这里我们设一个物体的移动速度为V，x方向的速度分量为Vx，y方向上的速度分量为Vy.

匀速运动实际上就是Vx与Vy保持恒定不变。

在设计2D平面上物体的匀速运动时，每次画面更新时，利用物体速度分量Vx与Vy的值来计算下次物体出现的位置，产生物体移动的效果，这样的原理实现方式我们可以表示为：

下次X轴坐标=在X轴上的速度分量+当前X轴坐标

下次Y轴坐标=在Y轴上的速度分量+当前Y轴坐标

2.加速运动

加速运动就是具有加速度的运动，它的速度会随着时间而改变。

公式我们可以表示如下：

V=Vo+at

这是高中物理运动学里最基本的公式了~其中，V为当前速度，V0为初速度，a为加速度，t为物体从速度为V0时记起的时间

那么同样将此速度分解，我们得到：

Vx=Vxo+axt

Vy=Vyo+ayt

我们设时间间隔t=1

则我们可以推算出加入加速度之后，物体下一刻所在的位置：

Sx=Sxo+Vx*1

Sy=Syo+Vy*1

将这两个公式运用到我们的代码里面就可以实现加速运动的模拟了。

这些知识都是非常基础的，实现方式都非常的简单，但是还有颇多细节，希望好学的你能多思考，多挖掘。二、在一个完整的demo中将知识融会贯通

了解了基本运动学的原理之后，下面我们就来一起看下这节笔记里面的demo，在实例中将本节知识融会贯通。这节的demo是一个匀速运动，碰到窗口边缘时就进行反弹的“愤怒的小鸟”，非常的可爱。

浅墨感觉学完这节后大家就可以自己实现win7里的那个”多彩气泡“的屏幕保护程序，有兴趣的朋友可以试着写写看，调用一些Windows API函数就来了。

好了，我们依旧贴出详细注释的源代码~

[cpp]view plaincopyprint?

1.#include "stdafx.h"

2.#include

3.

4.

5.//全局变量声明

6.HINSTANCE hInst;

7.HBITMAP bg,bird;

8.HDC hdc,mdc,bufdc;

9.HWND hWnd;

10.DWORD tPre,tNow,tCheck;

11.RECT rect; //定义一个RECT结构体，用于储存内部窗口区域的坐标

12.int x=50,y=50,vx=15,vy=15; //x与y是小鸟在窗口中的贴图坐标，vx与vy为小鸟在x与y轴运动的速度分量

13.

14.//全局函数声明

15.ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance);

16.BOOL InitInstance(HINSTANCE, int);

17.LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);

18.void MyPaint(HDC hdc);

19.

20.//****WinMain函数，程序入口点函数**************************************

21.int APIENTRY WinMain(HINSTANCE hInstance,

22.HINSTANCE hPrevInstance,

23.LPSTR lpCmdLine,

24.int nCmdShow)

25.{

26. MSG msg;

27.

28. MyRegisterClass(hInstance);

29.

30.//初始化

31.if (!InitInstance (hInstance, nCmdShow))

32. {

33.return FALSE;

34. }

35.

36.//消息循环

37. GetMessage(&msg,NULL,NULL,NULL); //初始化msg

38.while( msg.message!=WM_QUIT )

39. {

40.if( PeekMessage( &msg, NULL, 0,0 ,PM_REMOVE) )

41. {

42. TranslateMessage( &msg );

43. DispatchMessage( &msg );

44. }

45.else

46. {

47. tNow = GetTickCount();

48.if(tNow-tPre >= 40)

49. MyPaint(hdc);

50. }

51. }

52.

53.return msg.wParam;

54.}