c++ - 如何在 Box2D 中创建橡胶线？

Question

使用 Box2d，如何创建像 Parachute Ninja (ZeptoLab) 这样的橡胶线(橡皮筋/弹力绳) ？

-(void) CreateElasticRope {
//=======Params
// Position and size
b2Vec2 lastPos = b2Vec2(4,4); //set position first body
float widthBody = 0.35;
float heightBody = 0.1;
// Body params
float density = 0.05;
float restitution = 0.5;
float friction = 0.5;
// Distance joint
float dampingRatio = 0.85;
float frequencyHz = 10;
// Rope joint
float kMaxWidth = 1.1;
// Bodies
int countBodyInChain = 10;
b2Body* prevBody;
//========Create bodies and joints
for (int k = 0; k < countBodyInChain; k++) {
    b2BodyDef bodyDef;
    if(k==0 || k==countBodyInChain-1) bodyDef.type = b2_staticBody; //first and last bodies are static
    else bodyDef.type = b2_dynamicBody;
    bodyDef.position = lastPos;
    lastPos += b2Vec2(2*widthBody, 0); //modify b2Vect for next body
    bodyDef.fixedRotation = YES;
    b2Body* body = world->CreateBody(&bodyDef);

    b2PolygonShape distBodyBox; 
    distBodyBox.SetAsBox(widthBody, heightBody);
    b2FixtureDef fixDef;
    fixDef.density = density;
    fixDef.restitution = restitution;
    fixDef.friction = friction;
    fixDef.shape = &distBodyBox;
    body->CreateFixture(&fixDef);

    if(k>0) {
        //Create distance joint
        b2DistanceJointDef distJDef;
        b2Vec2 anchor1 = prevBody->GetWorldCenter();
        b2Vec2 anchor2 = body->GetWorldCenter();
        distJDef.Initialize(prevBody, body, anchor1, anchor2);
        distJDef.collideConnected = false;
        distJDef.dampingRatio = dampingRatio;
        distJDef.frequencyHz = frequencyHz;
        world->CreateJoint(&distJDef);

        //Create rope joint
        b2RopeJointDef rDef;
        rDef.maxLength = (body->GetPosition() - prevBody->GetPosition()).Length() * kMaxWidth;
        rDef.localAnchorA = rDef.localAnchorB = b2Vec2_zero;
        rDef.bodyA = prevBody;
        rDef.bodyB = body;
        world->CreateJoint(&rDef);

    } //if k>0

    prevBody = body;
} //for -loop
}

我使用distance和rope Joints，设置了不同的参数dampingRatio和frequencyHz的值，但是效果远不是一个例子(我的线程很长时间都处于原始状态，并且没有那么有弹性。)。

Answer 1

您可以通过施加力来模拟 Spring 。在每个时间步更新连接的物体上的力(必要时也唤醒物体)。如果其中一个物体是地面(或静态物体)，那么您不需要对地面施加任何力，只需对动态物体施加力即可。

普通 Spring 会根据挠度同时施加拉力和压力(拉力和推力)。在你的情况下，你有一个蹦极，所以不会有压缩力只有张力(拉)。

这是您需要的公式:

F = K * x

其中 F 是力，K 是 Spring 刚度(力/挠度)，x 是挠度。挠度计算为初始长度和当前长度(连接点之间的距离)之间的差值。 F 的符号决定它是拉还是推。计算 F 后，您需要沿着连接两个 Spring 连接点的线应用它。为了满足力平衡，您需要在相反的方向上施加此力(一个物体获得正力，另一个物体获得负力)。这是因为牛顿爵士是这么说的。

这是一个示例(适用于 pyBox2D，但您可以轻松地将其转换为 C++)

您需要具有某些属性的 Spring 对象。您的 Spring 对象需要知道它们的初始长度、刚度、body1、body2、连接坐标(b1x、b1y、b2x、b2y(在局部坐标中))

在您的情况下，您需要检查长度是否 < spr.initialLength，如果这是 True，则您不施加任何力。

            body1 = spr.box2DBody1
            body2 = spr.box2DBody2

            pA = body1.GetWorldPoint(b2Vec2(spr.box2Db1x, spr.box2Db1y))
            pB = body2.GetWorldPoint(b2Vec2(spr.box2Db2x, spr.box2Db2y))
            lenVector = pB - pA
            length = lenVector.Length()
            deltaL = length - spr.initialLength
            force = spr.K * deltaL
            #normalize the lenVector
            if length == 0:
                lenVector = b2Vec2(0.70710678118654757, 0.70710678118654757)
            else:
                lenVector = b2Vec2(lenVector.x / length, lenVector.y / length)
            sprForce = b2Vec2(lenVector.x * force, lenVector.y * force)
            body1.ApplyForce(sprForce, pA)
            body2.ApplyForce(-sprForce, pB)