Обработка взаимодействия объектов – это очень важная часть создания игры. В этой лабораторной работе мы рассмотрим обработку столкновений объектов.
Цель работы:
Научиться применять концепции обработки столкновения объектов
Задачи работы:
Изучить теоретические основы обработки столкновений объектов в двумерном пространстве
Изучить алгоритмы обработки столкновений объектов в двумерном пространстве
Рассмотреть алгоритм проверки принадлежности точки фигуре в двумерном пространстве
Создать простую игру – игровой объект автоматически перемещается по экрану, отскакивая от его границ. Игрок должен с помощью мыши попасть по объекту. Каждое попадание должно привести к выводу информации о количестве попаданий в заголовок игрового окна.
Создать простую игру «Стрельба по мишени» с реализацией алгоритма проверки принадлежности точки окружности
Обработка столкновений
Ранее мы уже имели дело с простым примером обработки столкновений объектов. Были созданы правила, в соответствии с которыми игровой объект не мог пересечь границы экрана. Часто для обработки столкновений двумерных объектов обрабатывают столкновения прямоугольников, описывающих эти объекты. Для этого нужно знать координаты прямоугольника, в нашем случае координаты задаются координатой левой верхней вершины, шириной и высотой фигуры.
На рис. 4.1. вы можете видеть пример объектов, которые не сталкиваются друг с другом.
Рис. 4.1. Непересекающиеся прямоугольники
На рис. 4.2. вы можете видеть пересекающиеся прямоугольники.
Рис. 4.2. Пересекающиеся прямоугольники
Алгоритмически условие пересечения прямоугольников можно записать в виде такого условия (листинг 4.1.)
Листинг 4.1. Проверка пересечения прямоугольников
1
2
3
4
5
6
7
8
Если (А.X+A.Ширина > B.X И A.X < B.X+B.Ширина И A.Y+A.Высота>В.Ширина И A.Y+B.Высота)Тогда Есть столкновениеИначе Нет столкновения
Создадим пример, иллюстрирующий этот алгоритм. Возьмем за основу проект P3_6. Назовем новый проект P4_1. Напомним, что в проекте P3_6 мы рассматривали централизованное управление объектами из основного игрового объекта. Продолжим этот пример, доработав основной игровой объект таким образом, чтобы при перемещении объектов проводилась проверка на их столкновение.
В листинге 4.2. приведен код объекта Game1, где мы и реализовали такую проверку. Так как объекты перемещаются путем модификации их позиции на игровом экране, реализуем проверку на столкновение при попытке перемещения объекта. Если объекты сталкиваются – мы таким образом модифицируем их координаты, чтобы они не перекрывались.
Листинг 4.2. Код класса Game1, реализующий проверку столкновений объектов
usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingMicrosoft.Xna.Framework;usingMicrosoft.Xna.Framework.Audio;usingMicrosoft.Xna.Framework.Content;usingMicrosoft.Xna.Framework.Graphics;usingMicrosoft.Xna.Framework.Input;namespace P4_1{/// /// This is the main type for your game/// publicclass Game1 : Microsoft.Xna.Framework.Game{ GraphicsDeviceManager graphics; SpriteBatch spriteBatch; spriteComp gameObject1, gameObject2; Texture2D texture; Rectangle scrBounds;float sprSpeed;public Game1(){ graphics =new GraphicsDeviceManager(this); Content.RootDirectory="Content";}protectedoverridevoid Initialize(){// TODO: Add your initialization logic herebase.Initialize();}protectedoverridevoid LoadContent(){// Create a new SpriteBatch, which can be used to draw textures. spriteBatch =new SpriteBatch(GraphicsDevice); Services.AddService(typeof(SpriteBatch), spriteBatch); texture = Content.Load<Texture2D>("BallandBats"); scrBounds =new Rectangle(0, 0,this.Window.ClientBounds.Width,this.Window.ClientBounds.Height); sprSpeed =5; CreateNewObject();// TODO: use this.Content to load your game content here}protectedvoid CreateNewObject(){ gameObject1 =new spriteComp(this, ref texture,new Rectangle(18, 9, 17, 88),new Vector2(100, 150)); Components.Add(gameObject1); gameObject2 =new spriteComp(this, ref texture,new Rectangle(17, 106, 17, 88),new Vector2(200, 150)); Components.Add(gameObject2);}void Test(spriteComp spr, Rectangle scr){if(spr.sprPosition.X< scr.Left){ spr.sprPosition.X= scr.Left;}if(spr.sprPosition.X> scr.Width- spr.sprRectangle.Width){ spr.sprPosition.X= scr.Width- spr.sprRectangle.Width;}if(spr.sprPosition.Y< scr.Top){ spr.sprPosition.Y= scr.Top;}if(spr.sprPosition.Y> scr.Height- spr.sprRectangle.Height){ spr.sprPosition.Y= scr.Height- spr.sprRectangle.Height;}}void MoveUp(spriteComp spr, float speed){ spr.sprPosition.Y-= speed ;}void MoveDown(spriteComp spr,float speed){ spr.sprPosition.Y+= speed;}void MoveLeft(spriteComp spr, float speed){ spr.sprPosition.X-= speed ;}void MoveRight(spriteComp spr, float speed){ spr.sprPosition.X+= speed ;}bool IsCollide(spriteComp sp1, spriteComp sp2){if(sp1.sprPosition.X< sp2.sprPosition.X+ sp2.sprRectangle.Width&& sp1.sprPosition.X+ sp1.sprRectangle.Width> sp2.sprPosition.X&& sp1.sprPosition.Y< sp2.sprPosition.Y+ sp2.sprRectangle.Height&& sp1.sprPosition.Y+ sp1.sprRectangle.Height> sp2.sprPosition.Y){return true;}elsereturn false;}protectedoverridevoid UnloadContent(){// TODO: Unload any non ContentManager content here}protectedoverridevoid Update(GameTime gameTime){// TODO: Add your update logic here KeyboardState kbState = Keyboard.GetState();if(kbState.IsKeyDown(Keys.Up)){ MoveUp(gameObject1, sprSpeed );while(IsCollide(gameObject1, gameObject2)){ MoveDown(gameObject1, (sprSpeed /10));}}if(kbState.IsKeyDown(Keys.Down)){ MoveDown(gameObject1, sprSpeed );while(IsCollide(gameObject1, gameObject2)){ MoveUp(gameObject1, (sprSpeed /10));}}if(kbState.IsKeyDown(Keys.Left)){ MoveLeft(gameObject1, sprSpeed );while(IsCollide(gameObject1, gameObject2)){ MoveRight(gameObject1, (sprSpeed /10));}}if(kbState.IsKeyDown(Keys.Right)){ MoveRight(gameObject1,sprSpeed );while(IsCollide(gameObject1, gameObject2)){ MoveLeft(gameObject1, (sprSpeed /10));}} Test(gameObject1, scrBounds);if(kbState.IsKeyDown(Keys.W)){ MoveUp(gameObject2,sprSpeed );while(IsCollide(gameObject1, gameObject2)){ MoveDown(gameObject2, (sprSpeed /10));}}if(kbState.IsKeyDown(Keys.S)){ MoveDown(gameObject2,sprSpeed );while(IsCollide(gameObject1, gameObject2)){ MoveUp(gameObject2, (sprSpeed /10));}}if(kbState.IsKeyDown(Keys.A)){ MoveLeft(gameObject2,sprSpeed );while(IsCollide(gameObject1, gameObject2)){ MoveRight(gameObject2, (sprSpeed /10));}}if(kbState.IsKeyDown(Keys.D)){ MoveRight(gameObject2,sprSpeed );while(IsCollide(gameObject1, gameObject2)){ MoveLeft(gameObject2, (sprSpeed /10));}} Test(gameObject2, scrBounds);base.Update(gameTime);}/// /// This is called when the game should draw itself./// /// Provides a snapshot of timing values.protectedoverridevoid Draw(GameTime gameTime){ graphics.GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);// TODO: Add your drawing code here spriteBatch.Begin();base.Draw(gameTime); spriteBatch.End();}}}
В раздел объявления переменных класса мы добавили новую переменную sprSpeed типа float, которую будем использовать при модификации позиции спрайта в процедурах изменения координат в зависимости от нажатой клавиши на клавиатуре. Обратите внимание на логическую функцию IsCollide, её код приведен в листинге -
Эта функция принимает в качестве параметров два объекта класса spriteComp – то есть два наших объекта, перемещением которых мы управляем из кода игрового класса. Если выполняется условие столкновения объектов – функция возвращает true, иначе – false. Мы вызываем эту функцию при перемещении объектов, корректируя их позиции при столкновении. Рассмотрим пример перемещения одного из объектов в направлении «Вверх» - листинг 4.4.
В этом фрагменте мы перемещаем объект на количество пикселей, задаваемых параметром sprSpeed в направлении «Вверх». После перемещения мы вызваем функцию IsCollide(). Если она возвратила false – никаких действий больше не предпринимаем. Но если она возвратила true – перемещаем объект в обратном направлении (вызывая процедуру MoveDown), изменяя координаты со скоростью, равной 1/10 обычного изменения координат. В примере скорость изменения позиции спрайта равна 5. Если спрайт на этой скорости зашёл за границы другого спрайта – данная ситуация обрабатывается как столкновение. После этого спрайт перемещается в обратном направлении со скоростью 0,5 до тех пор, пока не окажется, что столкновения больше нет. Таким образом при столкновении объекты останавливаются строго около границ друг друга, не пересекая их, но и не находясь на некотором расстоянии друг от друга при скорости перемещения, которая меньше, чем размеры объектов.
На рис. 4.3. вы можете видеть пример столкновения объектов.
Рис. 4.3. Столкновение объектов
Теперь рассмотрим пример обработки столкновений объектов при их автоматическом перемещении с заданием скорости перемещения объектов.
Обработка столкновений автоматически перемещаемых объектов
Создадим новый игровой проект P4_2, взяв за основу проект P3_7. Будем автоматически перемещать объекты с некоторой случайно заданной скоростью. При столкновении объекта с границей экрана изменим скорость по X и по Y на противоположную. Так же поступим при столкновении объектов друг с другом.
В листинге 4.5. вы можете видеть пример кода класса Game1.
usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingMicrosoft.Xna.Framework;usingMicrosoft.Xna.Framework.Audio;usingMicrosoft.Xna.Framework.Content;usingMicrosoft.Xna.Framework.Graphics;usingMicrosoft.Xna.Framework.Input;namespace P4_2{/// /// This is the main type for your game/// publicclass Game1 : Microsoft.Xna.Framework.Game{ GraphicsDeviceManager graphics; SpriteBatch spriteBatch; Texture2D texture; Random randNum;public Game1(){ graphics =new GraphicsDeviceManager(this); Content.RootDirectory="Content";}protectedoverridevoid Initialize(){// TODO: Add your initialization logic herebase.Initialize();}protectedoverridevoid LoadContent(){// Create a new SpriteBatch, which can be used to draw textures. spriteBatch =new SpriteBatch(GraphicsDevice); Services.AddService(typeof(SpriteBatch), spriteBatch); texture = Content.Load<Texture2D>("BallandBats"); randNum =new Random(); CreateNewObject();// TODO: use this.Content to load your game content here}protectedvoid CreateNewObject(){//Цикл от 1 до случайного числа в диапазоне 20,200for(int i =0; i < randNum.Next(20, 200); i++){//Добавляем в список компонентов новый компонент класса spriteComp Components.Add(new spriteComp(this, ref texture,new Rectangle(16, 203, 17, 17), i));}}protectedoverridevoid UnloadContent(){// TODO: Unload any non ContentManager content here}protectedoverridevoid Update(GameTime gameTime){// Allows the game to exitif(GamePad.GetState(PlayerIndex.One).Buttons.Back== ButtonState.Pressed)this.Exit();// TODO: Add your update logic herebase.Update(gameTime);}protectedoverridevoid Draw(GameTime gameTime){ graphics.GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);// TODO: Add your drawing code here spriteBatch.Begin();base.Draw(gameTime); spriteBatch.End();}}}
Можно заметить, что в основном игровом классе мы лишь создаем случайное количество новых объектов класса spriteComp. Управление объектами и обработка столкновений ведется непосредственно в коде самих объектов. В листинге 4.6. вы можете видеть код объекта spriteComp.
usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingMicrosoft.Xna.Framework;usingMicrosoft.Xna.Framework.Audio;usingMicrosoft.Xna.Framework.Graphics;usingMicrosoft.Xna.Framework.Input;usingMicrosoft.Xna.Framework.Content;namespace P4_2{/// /// This is a game component that implements IUpdateable./// publicclass spriteComp : Microsoft.Xna.Framework.DrawableGameComponent{protected Texture2D sprTexture;protected Rectangle sprRectangle;protected Vector2 sprPosition;protected Rectangle scrBounds;//Для генерирования случайных чиселprotected Random randNum;//Объект для доступа к основному игровому объектуprotected Game myGame;//Цвет спрайтаprotected Color sprColor;//Скорость перемещенияpublic Vector2 speed;public spriteComp(Game game, ref Texture2D newTexture, Rectangle newRectangle, int Seed):base(game){ sprTexture = newTexture; sprRectangle = newRectangle;//Инициализируем счетчик randNum =new Random(Seed); myGame = game; scrBounds =new Rectangle(0, 0, game.Window.ClientBounds.Width, game.Window.ClientBounds.Height);//Устанавливаем стартовую позицию спрайта setSpriteToStart();//Если спрайт сталкивается с каким-нибудь спрайтом - изменим его позициюwhile(howManyCollides()>0){ setSpriteToStart();}//Зададим случайный цвет для придания изображению//соответствующего оттенка sprColor =new Color((byte)randNum.Next(0, 255), (byte)randNum.Next(0, 255), (byte)randNum.Next(0, 255));//Переменная для хранения скорости пока пуста speed =new Vector2((float)randNum .Next(-5,5),(float)randNum .Next(-5,5));// TODO: Construct any child components here}//Проверка, не установлены ли спрайты в позиции с перекрытием других спрайтовint howManyCollides(){int howMany =0;foreach(spriteComp spr in myGame.Components){if(this!= spr){if(this.sprCollide(spr)){ howMany++;}}}return howMany;}//Установка спрайта в случайную стартовую позициюvoid setSpriteToStart(){ sprPosition.X=(float)randNum.NextDouble()*(scrBounds.Width- sprRectangle.Width); sprPosition.Y=(float)randNum.NextDouble()*(scrBounds.Height- sprRectangle.Height);}publicoverridevoid Initialize(){// TODO: Add your initialization code herebase.Initialize();}//Перемещение спрайтаpublicvirtualvoid Move(){ sprPosition += speed;}//Проверка допустимости перемещенияvoid Check(){if(sprPosition.X< scrBounds.Left){ sprPosition.X= scrBounds.Left; speed.X*=-1;}if(sprPosition.X> scrBounds.Width- sprRectangle.Width){ sprPosition.X= scrBounds.Width- sprRectangle.Width; speed.X*=-1;}if(sprPosition.Y< scrBounds.Top){ sprPosition.Y= scrBounds.Top; speed.Y*=-1;}if(sprPosition.Y> scrBounds.Height- sprRectangle.Height){ sprPosition.Y= scrBounds.Height- sprRectangle.Height; speed.Y*=-1;}}publicbool sprCollide(spriteComp spr){return(this.sprPosition.X+this.sprRectangle.Width> spr.sprPosition.X&&this.sprPosition.X< spr.sprPosition.X+ spr.sprRectangle.Width&&this.sprPosition.Y+this.sprRectangle.Height> spr.sprPosition.Y&&this.sprPosition.Y< spr.sprPosition.Y+ spr.sprRectangle .Height);}/// /// Allows the game component to update itself./// /// Provides a snapshot of timing values.publicoverridevoid Update(GameTime gameTime){// TODO: Add your update code here//Вызов метода для перемещения спрайта Move();//Проверка на столкновение с границами экрана Check();//Вызов проверки на столкновение с другими спрайтами IsSpriteCollide();//Возможно, при коррекции спрайта относительно другого спрайта,//произошло перекрытие с другим спрайтом или спрайтами//это приводит к "зависанию" спрайтов - они остаются на одном //месте в "сцепленном" состоянии. Для того, чтобы этого избежать,//мы корректируем позиции спрайтов до тех пор, пока каждый из них//гарантированно не окажется вне других спрайтовwhile(howManyCollides()>0){ IsSpriteCollide();}base.Update(gameTime);}//Если спрайт перекрыл другой спрайт - изменить его скорость и//применить изменения к позиции спрайтаvoid IsSpriteCollide(){foreach(spriteComp spr in myGame.Components){if(spr !=this){if(this.sprCollide(spr)){this.speed*=-1;this.sprPosition+=this.speed;}}}}publicoverridevoid Draw(GameTime gameTime){ SpriteBatch sprBatch =(SpriteBatch)Game.Services.GetService(typeof(SpriteBatch)); sprBatch.Draw(sprTexture, sprPosition, sprRectangle, sprColor);base.Draw(gameTime);}}}
При создании экземпляра класса мы устанавливаем каждый спрайт в случайную позицию на экране. При этом возможно перекрытие спрайтов, поэтому осуществляется поиск допустимой позиции (процедура howManyCollides()) для каждого спрайта до тех пор, пока не будет выяснено, что текущая позиция не перекрывает другие позиции. Переменная speed хранит скорость перемещения по X и по Y. В процедуре Move() мы прибавляем значение этой переменной к координате спрайта. После этого проводим две проверки. Первая – на столкновение с границей экрана – с помощью процедуры Check(). Если объект касается одной из сторон границы экрана, позиция объекта фиксируется на границе и соответствующая составляющая скорости объекта меняется на противоположную. Далее следует проверка на столкновение с другими спрайтами – с помощью процедуры IsSpriteCollide(). Здесь проводится обход всех спрайтов с проверкой на столкновение. Если столкновение произошло – скорость спрайта по обеим составляющим меняется на противоположную, изменения тут же применяются, далее происходит проверка на столкновение со всеми спрайтами (с помощью уже упомянутой процедуры howManyCollides), корректировка положения спрайта производится до тех пор, пока не будет выяснено, что он не перекрывает ни одного из других спрайтов. На рис. 4.4. вы можете видеть игровой экран проекта P4_2.
Рис. 4.4. Игровой экран проекта P4_2
Рассмотрим еще один пример обработки столкновений.
Обработка попадания точки в пределы объекта
Создадим простую игру на базе проекта P4_2. Игрок должен за минимальное время попасть по каждому из 100 находящихся на экране объектов, мышью. Объект, по которому попали мышью, уничтожается.
Здесь нам понадобится алгоритм проверки попадания точки в пределы спрайта. Как и прежде, спрайты представлены прямоугольниками. Для проверки попадания точки в прямоугольник, о котором известна координата его левой верхней точки, ширина и высота, воспользуемся таким алгоритмом (листинг 4.7.). A – это прямоугольник, B – это точка.
Листинг 4.7. Алгоритм проверки попадания точки в прямоугольник
1
2
3
4
5
6
7
8
Если (А.X+A.Ширина > B.X И A.X < B.X И A.Y+A.Высота>В.Y И A.Y)Тогда Есть столкновениеИначе Нет столкновения
Создадим новый проект P4_3 на базе проекта P4_2. В листинге 4.8. вы можете видеть код объекта Game1.
usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingMicrosoft.Xna.Framework;usingMicrosoft.Xna.Framework.Audio;usingMicrosoft.Xna.Framework.Content;usingMicrosoft.Xna.Framework.Graphics;usingMicrosoft.Xna.Framework.Input;namespace P4_3{publicclass Game1 : Microsoft.Xna.Framework.Game{ GraphicsDeviceManager graphics; SpriteBatch spriteBatch; Texture2D texture;publicint Score;bool IsWin = false;public Game1(){ graphics =new GraphicsDeviceManager(this); Content.RootDirectory="Content";}protectedoverridevoid Initialize(){// TODO: Add your initialization logic herebase.Initialize();this.IsMouseVisible= true; Score =0;}protectedoverridevoid LoadContent(){// Create a new SpriteBatch, which can be used to draw textures. spriteBatch =new SpriteBatch(GraphicsDevice); Services.AddService(typeof(SpriteBatch), spriteBatch); texture = Content.Load<Texture2D>("BallandBats"); CreateNewObject();// TODO: use this.Content to load your game content here}protectedvoid CreateNewObject(){for(int i =0; i <10; i++){//Добавляем в список компонентов новый компонент класса spriteComp Components.Add(new spriteComp(this, ref texture,new Rectangle(16, 203, 17, 17), i, this));}}protectedoverridevoid UnloadContent(){// TODO: Unload any non ContentManager content here}protectedoverridevoid Update(GameTime gameTime){// Allows the game to exitif(GamePad.GetState(PlayerIndex.One).Buttons.Back== ButtonState.Pressed)this.Exit();//Если цель игры не достигнута – выводим в заголовок окна//информацию о текущем состоянии игрыif(IsWin ==false) Window.Title="Уничтожено "+ Score.ToString()+" за "+ gameTime.TotalRealTime.Seconds+" с.";//Если цель достигнута – выводим сообщение об этомif(Score ==10&&IsWin ==false){ Window.Title="Вы уничтожили всех за "+ gameTime.TotalRealTime.Seconds+" c."; IsWin = true;}// TODO: Add your update logic herebase.Update(gameTime);}/// /// This is called when the game should draw itself./// /// Provides a snapshot of timing values.protectedoverridevoid Draw(GameTime gameTime){ graphics.GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);// TODO: Add your drawing code here spriteBatch.Begin();base.Draw(gameTime); spriteBatch.End();}}}
Здесь мы создаем 10 объектов класса spriteComp и проверяем, не достигнута ли цель игры – уничтожение всех объектов. Для контроля количества уничтоженных объектов используем переменную Score, для контроля за достижением цели – переменную IsWin. Основная работа ведется в объектах класса spriteComp. В листинге 4.9. вы можете найти соответствующий им код.
usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingMicrosoft.Xna.Framework;usingMicrosoft.Xna.Framework.Audio;usingMicrosoft.Xna.Framework.Graphics;usingMicrosoft.Xna.Framework.Input;usingMicrosoft.Xna.Framework.Content;namespace P4_3{publicclass spriteComp : Microsoft.Xna.Framework.DrawableGameComponent{protected Texture2D sprTexture;protected Rectangle sprRectangle;protected Vector2 sprPosition;protected Rectangle scrBounds;//Для генерирования случайных чиселprotected Random randNum;//Объект для доступа к основному игровому объектуprotected Game1 myGame;//Цвет спрайтаprotected Color sprColor;//Скорость перемещенияpublic Vector2 speed;//Состояние мыши MouseState mouse;public spriteComp(Game game, ref Texture2D newTexture, Rectangle newRectangle, int Seed, Game1 game1):base(game){ sprTexture = newTexture; sprRectangle = newRectangle;//Инициализируем счетчик randNum =new Random(Seed); myGame = game1; scrBounds =new Rectangle(0, 0, game.Window.ClientBounds.Width, game.Window.ClientBounds.Height);//Устанавливаем стартовую позицию спрайта setSpriteToStart();//Если спрайт сталкивается с каким-нибудь спрайтом - изменим его позициюwhile(howManyCollides()>0){ setSpriteToStart();}//Зададим случайный цвет для придания изображению//соответствующего оттенка sprColor =new Color((byte)randNum.Next(0, 255), (byte)randNum.Next(0, 255), (byte)randNum.Next(0, 255));//Переменная для хранения скорости пока пуста speed =new Vector2((float)randNum.Next(-5, 5), (float)randNum.Next(-5, 5));// TODO: Construct any child components here}//Проверка, не установлены ли спрайты в позиции с перекрытием других спрайтовint howManyCollides(){int howMany =0;foreach(spriteComp spr in myGame.Components){if(this!= spr){if(this.sprCollide(spr)){ howMany++;}}}return howMany;}//Установка спрайта в случайную стартовую позициюvoid setSpriteToStart(){ sprPosition.X=(float)randNum.NextDouble()*(scrBounds.Width- sprRectangle.Width); sprPosition.Y=(float)randNum.NextDouble()*(scrBounds.Height- sprRectangle.Height);}publicoverridevoid Initialize(){// TODO: Add your initialization code herebase.Initialize();}//Перемещение спрайтаpublicvirtualvoid Move(){ sprPosition += speed;}//Проверка допустимости перемещенияvoid Check(){if(sprPosition.X< scrBounds.Left){ sprPosition.X= scrBounds.Left; speed.X*=-1;}if(sprPosition.X> scrBounds.Width- sprRectangle.Width){ sprPosition.X= scrBounds.Width- sprRectangle.Width; speed.X*=-1;}if(sprPosition.Y< scrBounds.Top){ sprPosition.Y= scrBounds.Top; speed.Y*=-1;}if(sprPosition.Y> scrBounds.Height- sprRectangle.Height){ sprPosition.Y= scrBounds.Height- sprRectangle.Height; speed.Y*=-1;}}publicbool sprCollide(spriteComp spr){return(this.sprPosition.X+this.sprRectangle.Width> spr.sprPosition.X&&this.sprPosition.X< spr.sprPosition.X+ spr.sprRectangle.Width&&this.sprPosition.Y+this.sprRectangle.Height> spr.sprPosition.Y&&this.sprPosition.Y< spr.sprPosition.Y+ spr.sprRectangle.Height);}//Функция возвращает true если указатель мыши находился в // пределах текущего объекта при щелчке мышьюbool MouseCollide(){return(this.sprPosition .X+this.sprRectangle.Width>mouse .X&&this .sprPosition.X<mouse .X&&this.sprPosition .Y+this.sprRectangle .Height>mouse.Y&&this.sprPosition .Y<mouse .Y);}publicoverridevoid Update(GameTime gameTime){ mouse = Mouse.GetState();if(mouse.LeftButton== ButtonState.Pressed){//Если при щелчке мышью указатель находился в пределах //текущего объекта увеличиваем количество набранных// очков и уничтожаем объект.if(MouseCollide()){ myGame.Score++;this.Dispose();}}// TODO: Add your update code here//Вызов метода для перемещения спрайта Move();//Проверка на столкновение с границами экрана Check();//Вызов проверки на столкновение с другими спрайтами IsSpriteCollide();//Возможно, при коррекции спрайта относительно другого спрайта,//произошло перекрытие с другим спрайтом или спрайтами//это приводит к "зависанию" спрайтов - они остаются на одном //месте в "сцепленном" состоянии. Для того, чтобы этого // мы корректируем позиции спрайтов до тех пор, пока каждый из // них гарантированно не окажется вне других спрайтовwhile(howManyCollides()>0){ IsSpriteCollide();}base.Update(gameTime);}//Если спрайт перекрыл другой спрайт - изменить его скорость и//применить изменения к позиции спрайтаvoid IsSpriteCollide(){foreach(spriteComp spr in myGame.Components){if(spr !=this){if(this.sprCollide(spr)){this.speed*=-1;this.sprPosition+=this.speed;}}}}publicoverridevoid Draw(GameTime gameTime){ SpriteBatch sprBatch =(SpriteBatch)Game.Services.GetService(typeof(SpriteBatch)); sprBatch.Draw(sprTexture, sprPosition, sprRectangle, sprColor);base.Draw(gameTime);}}}
Здесь мы сначала расставляем спрайты таким образом, чтобы они не пересекались, перемещаем их, учитывая столкновения друг с другом и с границами экрана, а так же – отслеживаем состояние мыши. При щелчке мышью проверяем, не находится ли позиция, в которой в этот момент находился указатель, в пределах текущего спрайта. Если это так – увеличиваем количество очков и уничтожаем текущий объект. На рис. 4.5. вы можете видеть игровой экран проекта P4_3.
Рис. 4.5. Игровой экран проекта P4_3
Рассмотрим еще один пример проверки на «попадание» точки в определенную область.
Обработка попадания точки в круговую область
Идея проверки попадания точки в пределы окружности такова. Нужно рассчитать расстояние между точкой и центром окружности. Если это расстояние не превысит радиус окружности – значит точка находится внутри неё. Создадим новый стандартный игровой проект P4_4, нарисуем окружность и замерим её радиус. В нашем случае радиус окружности составил 250 пикселей. Добавим изображение в проект и выведем его на экран. Включим отображение указателя мыши в игровом окне. При щелчке левой кнопкой мыши вычислим расстояние от центра окружности до точки, в которой произошел щелчок. Если это расстояние меньше, чем радиус окружности – выведем в заголовок окна сообщение «Вы попали в мишень!», в противном случае выведем сообщение «Вы не попали в мишень». Для реализации данного примера мы ограничились классом Game1, не разрабатывая отдельных игровых компонентов. В листинге 4.10. вы можете видеть код класса Game1.
usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingMicrosoft.Xna.Framework;usingMicrosoft.Xna.Framework.Audio;usingMicrosoft.Xna.Framework.Content;usingMicrosoft.Xna.Framework.Graphics;usingMicrosoft.Xna.Framework.Input;namespace P4_4{/// /// This is the main type for your game/// publicclass Game1 : Microsoft.Xna.Framework.Game{ GraphicsDeviceManager graphics; SpriteBatch spriteBatch;private Texture2D MySprite;private Vector2 position =new Vector2(150, 30); MouseState mouse; Vector2 Center;public Game1(){ graphics =new GraphicsDeviceManager(this); Content.RootDirectory="Content";}protectedoverridevoid Initialize(){// TODO: Add your initialization logic herebase.Initialize(); Center.X= position.X+250+8; Center.Y= position.Y+250+8;this.IsMouseVisible= true;}protectedoverridevoid LoadContent(){// Create a new SpriteBatch, which can be used to draw textures. spriteBatch =new SpriteBatch(GraphicsDevice); MySprite = Content.Load<Texture2D>("circle");// TODO: use this.Content to load your game content here}protectedoverridevoid UnloadContent(){// TODO: Unload any non ContentManager content here}protectedoverridevoid Update(GameTime gameTime){// Allows the game to exitif(GamePad.GetState(PlayerIndex.One).Buttons.Back== ButtonState.Pressed)this.Exit(); mouse = Mouse.GetState();if(mouse.LeftButton== ButtonState.Pressed)if(IsPointInCircle()) Window.Title="Вы попали в мишень!";else Window.Title="Вы не попали в мишень!";// TODO: Add your update logic herebase.Update(gameTime);}bool IsPointInCircle(){double length = Math.Pow(( Math.Pow((mouse.X- Center.X), 2)+ Math.Pow((mouse.Y- Center.Y), 2)),0.5);if(length <=251)return true;elsereturn false;}protectedoverridevoid Draw(GameTime gameTime){ graphics.GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);// TODO: Add your drawing code here spriteBatch.Begin(); spriteBatch.Draw(MySprite, position, Color.White); spriteBatch.End();base.Draw(gameTime);}}}
На рис. 4.6. вы может видеть игровой экран проекта P4_4.
Рис. 4.6. Игровой экран проекта P4_6
Вопросы
1) Для упрощения обработки столкновений объектов в двумерном пространстве объект можно представить состоящим из
a. Прямоугольников, описанных около объекта
b. Прямоугольников, вписанных в объект
c. Такое представление не требуется – достаточно проверить попиксельное перекрытие объектов
2) Если спрайт перемещается со скоростью более чем 1 пиксель за один проход игрового цикла и обрабатывается его столкновение с другим спрайтом, нужно ли применять дополнительные меры для того, чтобы при столкновении спрайтов расположить их таким образом, чтобы между ними не было видимого промежутка?
a. Нет, не нужно ни при каких обстоятельствах – при столкновении спрайты автоматически располагаются вплотную друг к другу
b. Нужно, но лишь в том случае, если указанный недостаток вредит игровому процессу
3) Если игровые объекты перемещаются автоматически и есть необходимость обрабатывать их столкновения, нужно ли разрабатывать специальные процедуры для этого?
a. Нет, так как автоматически перемещаемые объекты автоматически обрабатывают столкновения друг с другом
b. Да, так как то, что объекты перемещаются без участия пользователя, еще не значит, что они автоматически обрабатывают столкновения друг с другом
4) Взаимодействие каких объектов можно проконтролировать, используя нижеприведенный алгоритм? Если (А.X+A.Ширина > B.X И A.X < B.X И A.Y+A.Высота>В.Y И A.YТогда Есть столкновение Иначе Нет столкновения
a. Двух прямоугольников
b. Точки и окружности
c. Точки и прямоугольника
d. Прямоугольника и окружности
5) Взаимодействие каких объектов можно проконтролировать, используя нижеприведенный алгоритм? Если (А.X+A.Ширина > B.X И A.X < B.X+B.Ширина И A.Y+A.Высота>В.Ширина И A.YТогда Есть столкновение Иначе Нет столкновения
a. Двух прямоугольников
b. Точки и окружности
c. Точки и прямоугольника
d. Прямоугольника и окружности
6) Для обработки взаимодействия точки и окружности достаточно знать
a. Координаты точки и координаты центра окружности
b. Координаты центра окружности и координату X точки
c. Координаты точки и длину окружности
d. Координаты точки, координаты центра окружности и радиус окружности
3084 Прочтений • [Взаимодействие 2D объектов (столкновения)] [08.08.2012] [Комментариев: 0]