Python & Pygame: столкновение мяча с внутренностью круга

Question

Я создаю игру, в которой шары подпрыгивают вокруг внутри гораздо большего круга.Большой круг не двигается.

Вот код, который я сейчас использую для этих столкновений:

def collideCircle(circle, ball):
    """Check for collision between a ball and a circle"""
    dx = circle.x - ball.x
    dy = circle.y - ball.y

    distance = math.hypot(dx, dy)

    if distance >= circle.size + ball.size:
        # We don't need to change anything about the circle, just the ball
        tangent = math.atan2(dy, dx)
        ball.angle = 2 * tangent - ball.angle
        ball.speed *= elasticity + 0.251

        angle = 0.5 * math.pi + tangent
        ball.x -= math.sin(angle)
        ball.y += math.cos(angle)

Он основан на замечательном учебнике Питера Коллингриджа надздесь .

Объекты окружности и шара являются классами, с (x, y), радиусом, углом и скоростью.

Однако у меня возникли две проблемы с этим методом:

1. мяч отскакивает от (я подозреваю) является его «узловой точкой», которая, как представляется, в верхнем правом углу круга.

Взглянув на возможные решения уже здесь, в частности, «Быстрый кругобнаружение столкновений "[Ссылка удалена из-за ограничения количества спам-ссылок], в которой, хотя в Java используется один и тот же метод, все они имеют дело с внешними столкновениями, тогда как я смотрю на отскок мяча вокруг круга.

Вот также определения классов Ball () и Circle ():

class Ball():
    def __init__(self, (x,y), size):
        """Setting up the new instance"""
        self.x = x
        self.y = y
        self.size = size
        self.colour = (0,128,255)
        self.thickness = 0
        self.speed = 0.01
        self.angle = math.pi/2

    def display(self):
        """Draw the ball"""
        pygame.draw.circle(screen, self.colour, (int(self.x), int(self.y)), self.size, self.thickness)

    def move(self):
        """Move the ball according to angle and speed"""
        self.x += math.sin(self.angle) * self.speed
        self.y -= math.cos(self.angle) * self.speed
        (self.angle, self.speed) = addVectors((self.angle, self.speed), gravity)
        self.speed *= drag

class Circle():
    def __init__(self, (x,y), size):
        """Set up the new instance of the Circle class"""
        self.x = x
        self.y = y
        self.size = size
        self.colour = (236, 236, 236)
        self.thickness = 0
        self.angle = 0 # Needed for collision...
        self.speed = 0 # detection against balls

    def display(self):
        """Draw the circle"""
        pygame.draw.circle(screen, self.colour, (int(self.x), int(self.y)), self.size, self.thickness

Заранее спасибо, Натан

Answer 1

Не отвечая на ваш вопрос, я бы хотел прокомментировать вашу стратегию реализации и рекомендовать новый подход.Вы представляете скорость мяча в форме полярных координат, как ball.angle и ball.speed.

Я думаю, что это будет вообще неудобно для вас.Например, в коде столкновения вы в итоге вызываете atan2, чтобы превратить вектор (dx, dy) в угол, а затем вы вызываете sin и cos, чтобы превратить угол обратно в векторснова.(Кроме того, если вы когда-нибудь попытаетесь обобщить свой код на три измерения, вы окажетесь в мире боли.) Поэтому, если у вас нет особых требований, требующих полярных координат, я рекомендую вам делать то, что делают все остальные, а именно представлятьскорость шара в декартовых координатах как вектор (vx, vy).

Я также рекомендую изменить свой физический подход с static one ("в настоящее время это объект A")столкновение с объектом B? ") с динамическим единицей (" будет ли объект A сталкиваться с объектом B во время его следующего шага движения? ").В системе статической физики вы часто сталкиваетесь с объектами, пересекающими друг друга в конце шага движения, и затем вам нужно найти лучший способ заставить их снова разделиться, что трудно понять правильно.

Если вы сделаете оба из них, отскок мяча без какой-либо тригонометрии будет простым.

Шаг 1. Преобразуйте столкновение окружности / окружности в столкновение точки / окружности, используя сложение Минковского :

Шаг 2. Рассмотрим временной отрезок, в котором шар начинается с p = (px, py) и перемещается на v = (VX, VY).Это пересекается с кругом?Для этого вы можете использовать стандартный тест отрезка / круга , за исключением того, что смысл теста перевернут.

Шаг 3. Найти точку столкновения c =(сх, су).Мяч отскакивает от круга так же, как и от линии t , касающейся круга в этой точке.Для окружности с центром в начале координат касательный вектор просто (-cy, cx), и я уверен, что вы можете определить, как его вычислить для других окружностей.

См. Этот ответ , чтобы узнать, как рассчитать новый путь мяча на основе коэффициентов трения и восстановления.

Шаг 4. Не забывайте, что мяч все еще может иметь некоторое расстояние додвигаться по новому вектору w .Если шаг по времени достаточно велик или скорость достаточно высока, он может снова столкнуться в течение того же отрезка времени.

Answer 2

Я рад, что вам понравился мой урок. Мне нравится ваш вариант, на самом деле он должен быть проще.

Во-первых, я думаю, вам нужно изменить тест на столкновение на:

if distance >= circle.size - ball.size:

Поскольку чем больше размер шарика, тем меньше расстояние между его центром и центром круга. Это должно заставить шары отскочить в нужном месте (внутри круга).

Тогда я думаю, что вам просто нужно поменять местами знаки для x и y, и все должно работать.

ball.x += math.sin(angle)
ball.y -= math.cos(angle)

Чтобы переместить мяч на правильное расстояние, вы можете рассчитать перекрытие:

overlap = math.hypot(dx, dy) - (circle.size - ball.size)

if overlap >= 0:
  tangent = math.atan2(dy, dx)
  ball.angle = 2 * tangent - ball.angle
  ball.speed *= elasticity

  angle = 0.5 * math.pi + tangent
  ball.x += math.sin(angle)*overlap
  ball.y -= math.cos(angle)*overlap

Удачи

Answer 3

Большинство графических пакетов используют верхний левый угол в качестве начала для рисования кода.Скорее всего, вам нужны 2 набора координат: тот, с которым вы сталкиваетесь / перемещаете / и т. Д., И один для рисования (x-радиус, y-радиус).

Кроме того, не слишком задумываясь об этом, следуетпроверка на пересечение будет distance + ball.size >= circle.size?Расстояние от центра до шара плюс его радиус должны быть меньше радиуса круга, если я правильно понял настройку.