作业四

二轴桌面冰球游戏的软件设计

一、游戏简介

《桌面冰球》是一场在桌面上展开角逐的游戏。在游戏中玩家操纵球棍把球打进对方的球门即可，虽然游戏的玩法非常简单，但是想要在游戏中获胜，还是非常考验击打球和控制球的方向的。在游戏中玩家可以选择一个球进行比赛，也可以选择两个球。两个球的比赛相对于一个球的比赛在控制上更难一些。我们只讨论一个球的情况。

二、功能分析及任务分配

软件模块包括：

1. 冰球桌面仿真环境
   练习模式下：由仿真环境随机发球给击球器，因此仿真环境要能随机发球，然后根据冰球和击球器的当前状态实时生成画面。
   对战模式下：有两个击球器，因此两个击球器都要有运动模拟，根据冰球和两个击球器的当前状态实时生成画面。
   此模块可基于QT和ODE完成。
   由物理引擎组和图形化组完成。
   QT生成冰球桌面环境（包括球和击打器）的图形界面，物理引擎模拟冰球与击球器和挡板的碰撞产生的实际运动。通信时，仿真环境返回冰球和击球器的实时位置和速度。

2. 两轴平面直角机械手的控制
   有个比较奇怪的问题——这游戏是软件自己玩还是有玩家的啊？如果是玩家玩，那么就根据玩家的指令击打就行了；如果是自己玩，那么就要制定运动策略，使球能够进洞。看题目应该是后者。
   输入：冰球当前运动状态；
   输出：击球点和击球速度；
   实现：机械手的轨迹插补和加减速控制。
   此模块由用户接口和轨迹插补组共同完成。
   由C++实现，软件用QT。

三、关键算法##

1. 确定击球点；
2. 已知击球点，以及对方球门位置，经挡板反射后，冰球速度大小不变，入射角等于出射角，由此可知冰球要进洞所需的速度（大小和方向）；
3. 已知冰球所需速度以及当前速度，根据动量定理和能量守恒，可计算出击球器的击球速度；
4. 已知击球点和击球速度，还有击球器当前状态，进行合适的轨迹插补和加减速控制。