c++ - Box2d 检测一个物体何时完全在另一个物体内部以及它来自哪一侧

Question

我需要检测一个物体何时完全进入另一个物体以及它来自哪一侧。

我的球会在屏幕上弹跳，并且可以进入其他方形物体的空间。我需要知道球何时完全进入禁区内，以及它是从哪一侧进入的。这不只是在盒子的一侧进行碰撞检测，因为球需要完全进入盒子才能触发任何东西。我正在使用 b2FixtureDef::filter::maskBits 和 b2FixtureDef::filter::categoryBits 让球和盒子不会相互碰撞。

我是 box2d 的新手，但不是 C++ 的新手，所以我可能缺少一些可以使这对我来说更容易的函数。我开始编写以下代码，它在球通过正确的边缘时有效，但在它通过其他边缘时也有效。

有没有一种方法可以做到这一点，而无需将球复制到另一个数据结构中，该数据结构会跟踪球第一次接触盒子的位置？

注意:此代码是示例。它实际上可能不会编译或完全按照我说的去做。

void CBox::captureBalls(std::list<CBall> &balls)
{
    std::list<CBall> capturedBalls;

    std::list<CBall>::iterator ball = balls.begin();
    while (ball != balls.end()) {
        bool capture = false;
        int ballMinX = ball->getX() - ball->getRadius();
        int ballMaxX = ball->getX() + ball->getRadius();
        int ballMinY = ball->getY() - ball->getRadius();
        int ballMaxY = ball->getY() + ball->getRadius();

        switch (this->captureSide) {
            case Top:
                if ((ballMinX >= this->x) &&
                    (ballMaxX < (this->x + this->width)) &&
                    //(ballMinY >= this->y) &&
                    (ballMaxY < (this->y + this->height)))
                        capture = true;
                break;
            case Right:
                if (//(ballMinX >= this->x) &&
                    (ballMaxX < (this->x + this->width)) &&
                    (ballMinY >= this->y) &&
                    (ballMaxY < (this->y + this->height)))
                        capture = true;
                break;
            case Bottom:
                if ((ballMinX >= this->x) &&
                    (ballMaxX < (this->x + this->width)) &&
                    (ballMinY >= this->y) /*&&
                    (ballMaxY < (this->y + this->height))*/)
                        capture = true;
                break;
            case Left:
                if ((ballMinX >= this->x) &&
                    //(ballMaxX < (this->x + this->width)) &&
                    (ballMinY >= this->y) &&
                    (ballMaxY < (this->y + this->height)))
                        capture = true;
                break;
        }

        if (capture) {
            capturedBalls.push_back(ball);
            balls.erase(ball++);
        }
        else {
            ++ball;
        }
    }
}

Answer 1

要检测球何时完全位于盒子内，您可以在盒子内使用传感器固定装置，它比盒子小球的直径。在下图中，黑色矩形是盒子，红色虚线矩形是传感器。 (如果球都具有不同的直径，这将不起作用。)

至于“它来自哪一方”，我认为您需要先定义您的意思，然后才能提供帮助。我的意思是，看看你正在处理的可能案例。蓝色球是最直接的，因为它以恒定的方向从一侧接近。当您检测到它接触到传感器时，您可以使用 sp2danny 建议的行进方向，从框外到球的当前位置进行光线转换，并且它进入的一侧非常明显。但这不适用于绿色或粉红色的球。特别是对于粉红色的球，您认为它是从哪一侧进入的？

现在我假设球可以从任何角度自由进入盒子。但是，如果它们的角处有坚固的障碍物，则可能更清楚地定义它们从哪一侧进入。您可以在外部使用四个传感器，并检测球何时结束接触这些传感器。

但是，它不是防弹的，因为在极少数情况下，球可能会在一个时间步长内从接触一侧传感器转到另一侧传感器，而中间没有接触任何东西(绿球)。对于真正快速的球，它们也可能从接触一侧传感器到完全进入内部，而从未接触过它们“进入”一侧的传感器(粉红色球)。不过从好的方面来说，当您有许多不同尺寸的球时，这可以处理这种情况。

好吧...既然我已经写了整篇文章来说明这不可能轻易完成，我有了一个好主意，尽管它只有在所有球的大小都相同时才有效。您可以在盒子内使用两个传感器，一个插入球的半径，另一个插入球的直径。当球第一次接触到这些传感器的外侧时，意味着球的中心已经从外侧越过到框内(但球作为一个整体可能并不完全在框内)。此时，在先前位置和当前位置之间进行光线转换，并注意它与哪一侧相交。继续直到球也接触到内部传感器，然后你知道它完全在里面，你已经注意到它最初是从哪一侧进来的。如果球在任何时候停止接触外部传感器，则重置为起始状态。

请注意，球仍然有可能首先从一侧接触盒子，然后移动，以便它的中心第一次进入盒子内部是来自另一侧(橙色球)。但我假设您不会将仅仅触摸视为“进来”。