用C# GDI+ 来模拟 WIN7 的水泡屏保.需要解决以下三个问题: 1.水泡与边缘碰撞的模拟 2.水泡之间的碰撞模拟. 3.创建水泡(Ball)的类
1.水泡与边缘碰撞的模拟其实很简单. 一开始.我还觉得还需要用反弹公式去计算. 后来才发现. 只在X,Y(水泡的位置),在到边缘时取下负值即可模拟.
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1 public void Move(int gameWidth,int gameHeight)
2 {
3 if (X < 0 || X > gameWidth - Radius * 2) { // 在X的值小于0 或大于面板的宽时,X = -X
4 XVel = -XVel;
5 ChangeColor(); //改变颜色
6 }
7 if (Y < 0 || Y > gameHeight - Radius * 2) { // 在Y的值小于0 或大于面板的高时,Y = -Y
8 YVel = - YVel;
9 ChangeColor();//改变颜色
10 }
11
12 X += XVel; //移动
13 Y += YVel;
14 }
2.水泡间的碰撞 要复杂一些.需要检测碰撞(两水泡间的距离 <= 两水泡的半径之和) 但这 一点并不能完全解决.因为两个球有可能穿插. 这样就有可能在这一帧两球穿插发生碰撞分开,但有可能在下一帧,两水泡并没有完全分开,应该继续背离.但又被错误的视为了再次碰撞.
所以在得之两水泡间距离小于两半径之各的情况下. 再计算下此时两球的运动方向是否是背离的. 这个可以通过球1的运动向量与球1的中心到球2 的中心的向量做点积.如果值小于0.说明运动是背离状态,不视为碰撞.
此处补充下碰撞反弹公式: v' = v - 2 * (v * N) *N (其中V为入射的向量可非单位向量,N为碰撞的法向量必须为单位向量 (v * N) 是两向量的点积 )
两球碰撞图例:
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1 // 得到反弹向量
2 PointF GetReflectVector(float x1,float y1,float x2,float y2)
3 {
4 // v' = v - 2 * (V * N) * N
5 // N 为单位向量
6 // 因为传入的x2,y2 并不是单位向量,所以需要分别除以它的长度. 得到单位向量.
7 float len2 = GetLength(x2,y2);
8 float bxx = x2 / len2;
9 float byy = y2 / len2;
10
11 float dotValue = Dot (x1,y1,bxx,byy);
12 float xval = x1 - 2 * dotValue * bxx;
13 float yval = y1 - 2 * dotValue * byy;
14 return (new PointF(xval,yval));
15 }
16 //判断是否是运行背离
17 bool isApart(Ball b1,Ball b2)
18 {
19 Vector2 b1Vec = new Vector2(b1.XVel,b1.YVel);
20 Vector2 cenVec = new Vector2(b2.X - b1.X,b2.Y - b1.Y);
21 if (Vector2.DotProduct(b1Vec,cenVec) < 0 ) {
22 return true;
23 }
24 else return false;
25 }
26 // 碰撞
27 void Collision(Ball ball,List<Ball> balls)
28 {
29 foreach (Ball b in balls) {
30 if (!Object.Equals(b,ball)) {
31 float dis = (float)Math.Sqrt(Math.Pow((ball.X - b .X),2) + Math.Pow((ball.Y - b.Y),2));
32 if (dis <= (ball.Radius + b.Radius) && !isApart(ball,b))
33 {
34 PointF rel1 = GetReflectVector(ball.XVel,ball.YVel,(ball.X - b.X),(ball.Y - b.Y));
35 ball.XVel = rel1.X;
36 ball.YVel = rel1.Y;
37 rel1 = GetReflectVector(b.XVel,b.YVel,(ball.X - b.X),(ball.Y - b.Y));
38 b.XVel = rel1.X;
39 b.YVel = rel1.Y;
40 }
41 }
42 }
43 }
演示效果如下:
