Quick-Cocos2d-x初学者游戏教程（十一） ------------------ 物体碰撞检测

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Quick-Cocos2d-x初学者游戏教程（十一）

本章主要讲解物体碰撞检测之间的原理，以及具体的实现方法。

碰撞检测

本游戏使用物理引擎的一个重要目的是为了让碰撞检测更方便，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 Quick 3.3final 版本中，所有事件均有事件派发器统一管理，物理引擎的碰撞事件也不例外。它由 cc.EventListenerPhysicsContact 的实例来监听。

监听事件分类

碰撞监听事件有以下几种：

• cc.Handler.EVENT_PHYSICS_CONTACT_BEGIN
  它是碰撞刚发生时触发的事件，并且在此次碰撞中只会被调用一次。我们可以通过返回 true 或者 false 来决定物体是否发生碰撞。
  需要注意的是，当这个事件的回调函数返回 flase 时，EVENT_PHYSICS_CONTACT_PRESOLVE和EVENT_PHYSICS_CONTACT_POSTSOLVE将不会被触发，但EVENT_PHYSICS_CONTACT_SEPERATE必定会触发。

• cc.Handler.EVENT_PHYSICS_CONTACT_PRESOLVE
  它在碰撞接触后的每帧都会调用。在该事件的回调函数中我们可以计算碰撞处理的一些属性，比如弹力，速度等。同样它可以通过返回 true 或者 false 来决定物体是否发生碰撞。

• cc.Handler.EVENT_PHYSICS_CONTACT_POSTSOLVE
  发生在碰撞计算完毕的每个步骤（帧），你可以在此做一些碰撞的后续处理，比如安全的移除某个物体等。

• cc.Handler.EVENT_PHYSICS_CONTACT_SEPERATE
  发生在碰撞结束两物体分离时，同样只会被调用一次。

下面我们来看看添加碰撞监听的代码，如下所示：

local contactListener = cc.EventListenerPhysicsContact:create()   -- 1
contactListener:registerScriptHandler(onContactBegin, cc.Handler.EVENT_PHYSICS_CONTACT_BEGIN)     -- 2
contactListener:registerScriptHandler(onContactSeperate, cc.Handler.EVENT_PHYSICS_CONTACT_SEPERATE)   -- 3
local eventDispatcher = cc.Director:getInstance():getEventDispatcher()   -- 4
eventDispatcher:addEventListenerWithFixedPriority(contactListener, 1)    -- 5

1. 创建物体碰撞检测事件监听器对象（contactListener）；
2. 设置监听器的碰撞开始函数 onContactBegin；
3. 设置监听器的碰撞分离函数 onContactSeperate；
4. 监听器设置完毕，需要把它加入到引擎导演的事件分发器中。所以这里获取游戏的事件分发器（eventDispatcher）；
5. 将检测事件监听器（contactListener）添加到事件分发器（eventDispatcher）中，这样就可以触发碰撞检测事件。addEventListenerWithFixedPriority 方法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。

掩码属性

在讲解 onContactBegin 和 onContactSeperate 函数之前，这里我们需要清楚地一点。即在默认情况下，物理引擎中的物体是不会触发碰撞回调事件的。也就是说，上面代码中的 onContactBegin 和 onContactSeperate 方法永远都不会调用到。

为什么啦？ O(∩_∩)O~呵呵，咱不卖关子。因为每个 cc.PhysicsBody 都具有三个掩码属性，两个刚体能不能碰撞，能不能发送接触事件信息，都依靠于这三个参数的值。

所以，为了更好地解决刚才遇到的问题，下面我们先来了解下刚体的这三个 mask 属性。

• CategoryBitmask：32位整型，刚体的类别掩码。它定义了一个物体所属类别，每一个物体在场景中都能被分配到多达32位不同的类别。默认值为0xFFFFFFFF。

• ContactTestBitmask：32位整型，刚体的接触测试掩码。当两个物体接触时，用一个物体的类别掩码与另一个物体的接触测试掩码做“逻辑与”运行，如果结果为非零值，引擎才会新建 PhysicsContact 对象，发送碰撞事件。那么才发送碰撞事件消息。
  ContactTestBitmask 的设计是为了优化性能，并不是所有物体之间的碰撞我们都关心，所有这个 ContactTestBitmask 的默认值为0x00000000。

• CollisionBitmask：32位整型，刚体的碰撞掩码。当两个物体接触后，用一个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，那么该物体能够对另一个物体的碰撞发生反应。这里的“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。默认值为0xFFFFFFFF。

总结：

1. CategoryBitmask 是其它两个掩码比较的基础。
2. CategoryBitmask & ContactTestBitmask 决定是否发送事件消息。
3. CategoryBitmask & CollisionBitmask 决定是否产生刚体反弹效果。
4. ContactTestBitmask 和 CollisionBitmask 互相之间没有联系。

注：每个 mask 都有对应的 get 和 set 接口来获取或者修改mask。
另外，发生碰撞和发送事件消息是不同的概念，前者是直观地一种表现-碰撞反弹，后者是一种消息机制，就是说是否调用碰撞事件的回调函数。

回到我们的游戏，根据需求我们配置了一份各类 Node 的掩码属性表，如下所示：

首先，以玩家和心心为例，我们希望它们发生碰撞，并希望发送事件消息。所以，玩家的类别掩码0111 逻辑&与 心心的碰撞掩码0001结果为0001（不为0），发生碰撞；且玩家的类别掩码0111 逻辑&与 心心的接触测试掩码0100结果为0100（不为0），发送事件消息。反之，心心的类别掩码0001 & 玩家的碰撞掩码1001结果为0001（不为0），发生碰撞；且心心的类别掩码0001 逻辑&与 玩家的接触测试掩码1111结果为0001（不为0），发送事件消息。所以，玩家和心心两个物体相互接触时，它们会发生碰撞反弹，同时会发出事件消息。

我们再举一例，这次以玩家和鸟为例，我们希望它们不发生碰撞，但希望发送事件消息。所以，玩家的类别掩码0111 逻辑&与 鸟的碰撞掩码1000结果为0000（为0），不发生碰撞；且玩家的类别掩码0111 逻辑&与 鸟的接触测试掩码0010结果为0010（不为0），发送事件消息。反之，鸟的类别掩码0010 & 玩家的碰撞掩码1001结果为0000（为0），不发生碰撞；且鸟的类别掩码0010 逻辑&与 玩家的接触测试掩码1111结果为0010（不为0），发送事件消息。所以，玩家和鸟两个物体相互接触时，它们不发生碰撞反弹，但会发出事件消息。

设置属性

为了更方便碰撞检测，我们给各个节点设置一个标签。标签的定义我们可以放在 config.lua 文件中。定义如下所示：

GROUND_TAG   = 1
HEART_TAG    = 2
BIRD_TAG     = 3
AIRSHIP_TAG  = 4
PLAYER_TAG   = 5

根据以上的掩码属性和标签属性，我们在游戏项目中要设置好这些属性，如对于 Player，我们要在绑定刚体的地方加上如下的一段代码，即 Player:ctor()方法中：

body:setCategoryBitmask(0x0111)
body:setContactTestBitmask(0x1111)
body:setCollisionBitmask(0x1001)

self:setTag(PLAYER_TAG)

其他节点同理，这里就不一一添加了。

碰撞实现

下面我们给出碰撞检测的整段函数，程序中我们把它封装在了 addCollision 方法中，如下所示：

function GameScene:addCollision()

    local function contactLogic(node)  
        -- 4              
        if node:getTag() == HEART_TAG then
            -- 给玩家增加血量，并添加心心消除特效，下章会加上
            node:removeFromParent()
        -- 5
        elseif node:getTag() == GROUND_TAG then
            -- 减少玩家20点血量，并添加玩家受伤动画，下章会加上

        elseif node:getTag() == AIRSHIP_TAG then
            -- 减少玩家10点血量，并添加玩家受伤动画

        elseif node:getTag() == BIRD_TAG then
            -- 减少玩家5点血量，并添加玩家受伤动画
        end
    end

    local function onContactBegin(contact)   -- 1
        -- 2
        local a = contact:getShapeA():getBody():getNode()  
        local b = contact:getShapeB():getBody():getNode()
        -- 3
        contactLogic(a)
        contactLogic(b)

        return true
    end

    local function onContactSeperate(contact)   -- 6
        -- 在这里检测当玩家的血量减少是否为0，游戏是否结束。
    end

    local contactListener = cc.EventListenerPhysicsContact:create()
    contactListener:registerScriptHandler(onContactBegin, cc.Handler.EVENT_PHYSICS_CONTACT_BEGIN)
    contactListener:registerScriptHandler(onContactSeperate, cc.Handler.EVENT_PHYSICS_CONTACT_SEPERATE)
    local eventDispatcher = cc.Director:getInstance():getEventDispatcher()
    eventDispatcher:addEventListenerWithFixedPriority(contactListener, 1)
end

之前提到过的 onContactBegin 和 onContactSeperate 函数我们都写在了 addCollision 方法中，而 contactLogic(node) 方法则是碰撞检测的逻辑函数。

下面我们依次来看看这些代码，请顺着编号的顺序来看：

1. onContactBegin 方法是碰撞开始时触发的回调函数。只有当场景中两个碰撞的物体的CategoryBitmask & ContactTestBitmask 不为0时才调用。
2. 获取发生了碰撞的两个节点。
3. 调用 contactLogic 方法检测碰撞逻辑。因为两个物体发生碰撞时，可能是A碰了B，也可能是B来碰了A，所以这里我们调用了两次 contactLogic 方法。
4. 在 contactLogic 方法中，当被检测节点的标签为 HEART_TAG，即心心时，我们将在这里给玩家增加血量，添加心心消除特效，并且从屏幕中移除被撞的心心。
5. 当被检测节点的标签为地面（GROUND_TAG）、飞艇（AIRSHIP_TAG）、鸟（BIRD_TAG）时，减少玩家相应地血量，并添加玩家受伤动画。其中给玩家增加血量，添加心心消除特效等我们下章再讲。
6. onContactSeperate 方法是碰撞分离时触发的方法，在这里检测当玩家的血量减少是否为0，游戏是否结束。

在 GameScene 的 ctor 中调用 addCollision 方法后，你就可以实现碰撞检测了，此时只有玩家与心心碰上了才有反应。

本章说了太多细节，所以由于篇幅的原因，本章就此结束，咱们下章继续。

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