实例介绍Cocos2d-x物理引擎：碰撞检测

关东升

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碰撞检测是使用物理引擎的一个重要目的，使用物理引擎可以进行精确的碰撞检测，而且执行的效率也很高。
在Cocos2d-x 3.x中使用事件派发机制管理碰撞事件，EventListenerPhysicsContact是碰撞事件监听器。碰撞检测相关的API我们在前面一节介绍过了，下面通过一个实例介绍碰撞检测的实现。这个实例的运行后的场景如图所示，当场景启动后，玩家可以触摸点击屏幕，每次触摸时候，就会在触摸点生成一个新的精灵，精灵的运行是自由落体运动。当这些精灵之间发生接触时候，它们的颜色被设置为黄色，分离后颜色又恢复到原来状态了。

检测碰撞实例

本实例涉及到物理引擎中物体之间的检测碰撞，当两个物体接触到两个物体分离过程中，会发生一些事件，我们可以通过注册监听器EventListenerPhysicsContact来响应这些事件。
首先看一下看HelloWorldScene.h文件，它的代码如下：

[html]view plaincopy 
#ifndef __HELLOWORLD_SCENE_H__  
#define __HELLOWORLD_SCENE_H__  
  
  
#include "cocos2d.h"  
USING_NS_CC;  
  
  
class HelloWorld : public cocos2d::Layer  
{  
public:  
    static cocos2d::Scene* createScene();  
    virtual bool init();    
    virtual bool onTouchBegan(cocos2d::Touch* touch, cocos2d::Event* event);  
    virtual void onEnter();  
    virtual void onExit();  
      
    CREATE_FUNC(HelloWorld);  
  
  
    void addNewSpriteAtPosition(Vec2 p);  
};  
  
  
#endif // __HELLOWORLD_SCENE_H__  

上述代码声明了onEnter和onExit函数，用来处理层进入和退出回调函数。我们会在onEnter函数注册EventListenerPhysicsContact监听器，以便于响应碰撞检测事件，在onExit函数中注销这些监听器。
HelloWorldScene.cpp中创建物理世界和指定世界的边界语句是在HelloWorld::createScene()和HelloWorld::init()函数中，这两个函数类似于上一节的HelloPhysicsWorld实例，这里不再解释这些函数代码了。
HelloWorldScene.cpp中与碰撞检测相关的代码是在onEnter和onExit函数中，代码如下：

[html]view plaincopy 
void HelloWorld::onEnter()  
{  
    Layer::onEnter();  
    auto listener = EventListenerPhysicsContact::create();  
    listener->onContactBegin = [](PhysicsContact& contact)                           ①  
    {  
        auto spriteA = (Sprite*)contact.getShapeA()->getBody()->getNode();                ②  
        auto spriteB = (Sprite*)contact.getShapeB()->getBody()->getNode();                ③  
          
        if (spriteA && spriteA->getTag() == 1   
                && spriteB && spriteB->getTag() == 1)                                ④  
        {  
            spriteA->setColor(Color3B::YELLOW);  
            spriteB->setColor(Color3B::YELLOW);  
        }  
          
        log("onContactBegin");  
        return true;  
    };    
  
  
    listener->onContactPreSolve = [] (PhysicsContact& contact,   
                                            PhysicsContactPreSolve& solve) {                ⑤  
  
  
        log("onContactPreSolve");  
        return true;  
    };  
  
  
    listener->onContactPostSolve = [] (PhysicsContact& contact,   
                                        const PhysicsContactPostSolve& solve)               ⑥  
  
  
        log("onContactPostSolve");  
    };  
  
  
    listener->onContactSeperate = [](PhysicsContact& contact) {                      ⑦  
        auto spriteA = (Sprite*)contact.getShapeA()->getBody()->getNode();  
        auto spriteB = (Sprite*)contact.getShapeB()->getBody()->getNode();  
          
        if (spriteA && spriteA->getTag() == 1   
                && spriteB && spriteB->getTag() == 1)   
        {  
            spriteA->setColor(Color3B::WHITE);  
            spriteB->setColor(Color3B::WHITE);  
        }  
        log("onContactSeperate");  
    };  
  
  
    Director::getInstance()->getEventDispatcher()->  
                                addEventListenerWithFixedPriority(listener,1);                  ⑧  
  
  
}  
  
  
void HelloWorld::onExit()  
{  
    Layer::onExit();  
    log("HelloWorld onExit");  
    Director::getInstance()->getEventDispatcher()->removeAllEventListeners();             ⑨  
}  

上述代码的onEnter()函数是进入场景时候回调的函数，我们可以在这里通过auto listener = EventListenerPhysicsContact::create()语句创建物体碰撞检测事件监听器对象。接下来通过第①、⑥、⑤、⑦行使用Lambda表达式定义了事件处理的匿名函数。
代码第②和第③行是从接触点中取出互相接触的两个节点对象，它的取值过程有点复杂，首先接触点使用getShapeA()和getShapeB()函数获得物体形状，在通过形状的getBody()函数获得物体，通过物体的getNode()函数获得与形状相关的节点对象。第④行代码是进行判断，判断从接触点取出的节点对象是否存在，并且判断是否tag属性为1。
上面代码第⑧行addEventListenerWithFixedPriority是指定固定的事件优先级注册监听器，事件优先级决定事件响应的优先级别，值越小优先级越高。
代码第⑨行是在退出层回调函数onExit()中注销所有的监听事件。
HelloWorldScene.cpp中还有onTouchBegan和addNewSpriteAtPosition两个函数，它们的代码如下。

[html]view plaincopy 
bool HelloWorld::onTouchBegan(Touch* touch, Event* event)  
{  
    Vec2 location = touch->getLocation();  
    addNewSpriteAtPosition(location);  
    return false;  
}     
  
  
void HelloWorld::addNewSpriteAtPosition(Vec2 p)  
{      
    auto sp = Sprite::create("BoxA2.png");  
    sp->setTag(1);  
    auto body = PhysicsBody::createBox(sp->getContentSize());  
    body->setContactTestBitmask(0xFFFFFFFF);                             ①  
    sp->setPhysicsBody(body);      
    sp->setPosition(p);  
    this->addChild(sp);  
}  

这两个函数的代码与上一节介绍的实例基本一致，但是需要注意的是我们在第①行添加了body->setContactTestBitmask(0xFFFFFFFF)代码，它的作用是设置物体接触时候能否触发EventListenerPhysicsContact中定义的碰撞检测事件。如果两个物体的接触测试掩码（ContactTestBitmask）执行“逻辑与”运算，如果结果为非零值，表明这两个物体会触发碰撞检测事件。默认值是0x00000000，表示清除所有掩码位，0xFFFFFFFF表示所有掩码位都设置为1。
假设有三个物体（body1、body2和body3），设置接触测试掩码如下：
body1->setContactTestBitmask (0x01);//0001
body2->setContactTestBitmask (0x03);//0011
body3>setContactTestBitmask (0x02);//0010
那么body1和body2，以及body2和body3是可以触发EventListenerPhysicsContact的碰撞检测事件的，而body1和body3是不能的。
另外，除了接触测试掩码（ContactTestBitmask）外，物理引擎中还定义了类别掩码（CategoryBitmask）和碰撞掩码（CollisionBitmask），它们的作用是当两个物体接触时候是否发生“碰撞反应”，“碰撞反应”会表现为一个物体受到另外物体的碰撞，而改变运动方向。由于两个物体是“刚体”，在碰撞的时候两个物体不会交叉。
那么类别掩码（CategoryBitmask）与碰撞掩码（CollisionBitmask）究竟是什么呢？
1、类别掩码
定义了一个物体所属类别，每一个物体在场景中能被分配到多达32个不同的类别。通过body->setCategoryBitmask(int bitmask)函数设置类别掩码。
2、碰撞掩码
当两个物体相互接触时，该物体的碰撞掩码与另一个物体的类别掩码执行“逻辑与”运算，如果结果为非零值，该物体能够对另一个物体的碰撞发生反应。通过body->setCollisionBitmask(int bitmask) 函数设置的碰撞掩码。
综上所述，类别掩码（CategoryBitmask）与碰撞掩码（CollisionBitmask）决定了物体能否发生“碰撞反应”。而接触测试掩码（ContactTestBitmask）的设置，能够检测是否发生接触发生，并且触发EventListenerPhysicsContact监听事件。接触测试掩码与类别掩码和碰撞掩码没有什么关联。
假设有三个物体（body1、body2和body3），它们设置如下：

[html]view plaincopy 
body1->setCategoryBitmask(0x01); //0001  
body1->setCollisionBitmask(0x03);    //0011  
  
  
body2->setCategoryBitmask(0x02); //0010  
body2->setCollisionBitmask(0x01);    //0001  
  
  
body3->setCategoryBitmask(0x04); //0100  
body3->setCollisionBitmask(0x06);    //0110  