Question

我正在尝试编写一个简单的物理模拟，其中具有不同半径和质量的球在完全弹性和无摩擦的环境中反弹。我在此资源之后编写了自己的代码：http://www.vobarian.com/collisions/2dcollisions2.pdf我还测试了此处的代码：Ball to Ball Collision - Detection and Handling

编辑问题

在Rick Goldstein和Ralph的帮助下，我已经让我的代码工作了（有一个错字......）。非常感谢你的帮助。但是我仍然感到困惑，为什么其他算法不适合我。球以正确的方向反弹，但系统的总能量永远不会被保存。速度变得越来越快，直到球刚刚开始在屏幕上的静态位置闪烁。我实际上想在我的程序中使用这个代码，因为它比我编写的代码简洁得多。

这是我写的功能算法（虽然我确实从其他来源获取了第一位）。它在泡泡课中：

public void resolveCollision(Bubble b)
{
    // get the minimum translation distance
    Vector2 delta = (position.subtract(b.position));
    float d = delta.getMagnitude();
    // minimum translation distance to push balls apart after intersecting
    Vector2 mtd = delta.multiply(((getRadius() + b.getRadius())-d)/d); 

    // resolve intersection --
    // inverse mass quantities
    float im1 = 1 / getMass(); 
    float im2 = 1 / b.getMass();

    // push-pull them apart based off their mass
    position = position.add(mtd.multiply(im1 / (im1 + im2)));
    b.position = b.position.subtract(mtd.multiply(im2 / (im1 + im2)));

    //get the unit normal and unit tanget vectors
    Vector2 uN = b.position.subtract(this.position).normalize();
    Vector2 uT = new Vector2(-uN.Y, uN.X);

    //project ball 1 & 2 's velocities onto the collision axis
    float v1n = uN.dot(this.velocity);
    float v1t = uT.dot(this.velocity);
    float v2n = uN.dot(b.velocity);
    float v2t = uT.dot(b.velocity);

    //calculate the post collision normal velocities (tangent velocities don't change)
    float v1nPost = (v1n*(this.mass-b.mass) + 2*b.mass*v2n)/(this.mass+b.mass);
    float v2nPost = (v2n*(b.mass-this.mass) + 2*this.mass*v1n)/(this.mass+b.mass);

    //convert scalar velocities to vectors
    Vector2 postV1N = uN.multiply(v1nPost);
    Vector2 postV1T = uT.multiply(v1t);
    Vector2 postV2N = uN.multiply(v2nPost);
    Vector2 postV2T = uT.multiply(v2t);

    //change the balls velocities
    this.velocity = postV1N.add(postV1T);
    b.velocity = postV2N.add(postV2T);
}

这是一个不起作用的

public void resolveCollision(Bubble b)
{
    // get the minimum translation distance
    Vector2 delta = (position.subtract(b.position));
    float d = delta.getMagnitude();
    // minimum translation distance to push balls apart after intersecting
    Vector2 mtd = delta.multiply(((getRadius() + b.getRadius())-d)/d); 

    // resolve intersection --
    // inverse mass quantities
    float im1 = 1 / getMass(); 
    float im2 = 1 / b.getMass();

    // push-pull them apart based off their mass
    position = position.add(mtd.multiply(im1 / (im1 + im2)));
    b.position = b.position.subtract(mtd.multiply(im2 / (im1 + im2)));

    // impact speed
    Vector2 v = (this.velocity.subtract(b.velocity));
    float vn = v.dot(mtd.normalize());

    // sphere intersecting but moving away from each other already
    if (vn > 0.0f) return;

    // collision impulse (1f is the coefficient of restitution)
    float i = (-(1.0f + 1f) * vn) / (im1 + im2);
    Vector2 impulse = mtd.multiply(i);

    // change in momentum
    this.velocity = this.velocity.add(impulse.multiply(im1));
    b.velocity = b.velocity.subtract(impulse.multiply(im2));
}

如果您发现任何问题，请告诉我。感谢

Answer 1

设置v1nPost的行中是否有拼写错误？看起来分母应该是this.mass + b.mass，而不是this.mass * b.mass。

此外，因为您正在计算this和b之间的冲突，您是否正在检查以确保您在b和{{1}之间不会发生相同的冲突因此，在碰撞中加倍应用于每个参与气泡的增量？

Answer 2

我做的第一个猜测：getMass（）返回一个整数（或int）（而不是float或double）？

如果这是真的，那么问题是1 / getMass()将导致整数值（并且可以只有1或大部分时间为0））。要解决此问题，请将1或1.0

替换为1.0f

因为一般规则很简单：如果你有数学运算（+， - ，*，/），如果两个操作数都不是浮点数据结构（double或float），结果类型将是整数

无论如何：可能存在第二个问题，可能你的计算不准确。那么你应该使用double而不是float。

Answer 3

有一部分看起来很奇怪：

两项计算：

float v1nPost = (v1n*(this.mass-b.mass) + 2*b.mass*v2n)/(this.mass*b.mass);
float v2nPost = (v2n*(b.mass-this.mass) + 2*this.mass*v1n)/(this.mass+b.mass);

是对称的，除了最后一个操作，第一个是*，第二个是+

2d球碰撞问题：没有能量守恒

3 个答案: