基于Egret引擎P2物理系統技術研究

馮長寶 佟鑫 賈騁

摘要

通常情況下，游戲中的對象會按照物理規律進行移動，能體現重力、反作用力、加速度等物理特性，實現自由落體、拋物線運動、以及物理碰撞現象的模擬，給玩家帶來更多“真實”的游戲體驗。本文將介紹Egret引擎中物理引擎模塊¹P2物理引擎，并將P2物理引擎的應用進行舉例分析。

【關鍵詞】Egret 物理運動 P2物理引擎

游戲中很多的物理運動都是由物理引擎來完成的，我們可以把游戲引擎看成是汽車的發動機，它決定著汽車的性能和穩定性，而汽車的速度、操作這些都是建立在引擎的基礎上的。游戲也是如此，在游戲中采用物理引擎，可以制作出賞心悅目的賽車游戲，還有血腥暴力的射擊游戲，有了物理引擎，可以最大限度的還原游戲的真實度。本文以創建一個P2物理項目為例，介紹在Egret引擎中使用P2物理引擎來完成對重力的模擬。

1 P2物理引擎介紹

國內較成熟的物理引擎包括Box2D，還有今天的主題P2物理引擎。Box2D是一款基于C++語言編寫的物理游戲引擎，被廣泛應用在各類物理游戲中，比如風靡一時的游戲《憤怒的小鳥》。雖然它給開發者提供了簡單友好的接口，但是在H5游戲平臺中，因為效率的限制它的表現沒有那么出色。來自斯德哥爾摩大學的Stefan Hedman，在基于Javascript的基礎上，開發出了一款面向H5游戲的2D物理引擎P2。集成了各種復雜的物理公式和算法，可以幫助我們輕松地實現碰撞、加速、自由落體等物理現象的模擬。

2 創建P2物理項目

在Egret引擎中通過P2物理引擎來完成對物理運動的模擬，一般的過程如下：導入P2引擎庫->創建世界world->創建地面ground->創建剛體->創建調試模擬視圖，刷新世界。

P2引擎庫的導入要使用Egret提供的第三方庫集成方法，在項目的配置文件egretProperties.json中添加第三方庫;將P2引擎以name命名為模塊，以path定義P2引擎庫的目錄路徑，應當注意的是P2引擎庫應與項目目錄同級;在IDE的終端面板中執行egret build-e命令就會把P2引擎庫編譯到項目中，成功后就可以使用了。

世界對應P2引擎庫中的World類，類似于渲染引擎中的stage舞臺，該World對象有一個Vec2類型的屬性gravity，模擬重力加速度;它有兩個元素，水平x方向和垂直y方向的分量，以數組來表示。當將gravity設置為[0，0]時表示為失重狀態，[0，10]表示只有垂直方向的重力，如果將x、y都設置非。的數值后，重力將不再是垂直向下的，而是朝[x，y]方向。

形狀是物理游戲中進行碰撞模擬的一個基礎，地面ground的創建是由Plane平面形狀來完成，這是一個特殊的形狀，它沿y軸負方向無限擴展，x軸的寬度也是無限的。Plane平面形狀需要添加到body剛體中，并通過調整剛體的angle角度，使平面朝向不同的方向，可以模擬墻體、地面。

接下來就是要創建游戲中的主角—body剛體了，剛體擁有速度、角度、質量等物理屬性，通過形狀對象來表現出具體的形狀，常見的形狀有圓形、矩形、膠囊形狀、粒子、線段、多邊形等。分別創建body剛體對象和shape形狀對象，并通過使用addShpe（）方法將形狀添加到剛體中;設置形狀的屬性，position可以設置形狀相對于剛體本地坐標中心的偏移量，影響剛體的重心，angle設置形狀傾斜的角度，material設置形狀的材質，可以使形狀發生碰撞時表現出不同的特性。對于剛體對象來說，它本身也具有一定的屬性：速度、角度、質量等。我們通過position屬性來對剛體進行定位和移動，在進行物理模擬的過程中，會刷新剛體坐標;velocity設置剛體的線性速度，它是一個Vec2類型的對象，用數組來表示，數組中第一個元素表示水平方向的速度，當值>0時表示速度方向向右;第二個元素表示垂直方向的速度，當值>0時表示速度方向向下。

剛體創建完成就要對它進行形狀貼圖了，使剛體能夠以游戲圖像素材來顯示出來。貼圖的過程，就是要實時刷新圖像素材的坐標和角度，使其能夠與剛體對應上。為剛體添加自定義屬性userData，保存對應圖像素材的引用。world世界中所有的剛體都保存在bodies數組中，遍歷數組中的每一個剛體，如果其userData不為空，則實時更新對應圖像素材的坐標和角度。

模擬視圖通過p2DebugDraw類中的drawDebug（）方法來實現，應用當前world對象創建一個p2DebugDraw類對象，并添加egret.Event.ENTER FRAME事件偵聽，在事件偵聽回調函數中，調用drawDebugo方法，繪制P2引擎中的所有剛體對象，對所有剛體實時刷新。

由于我們將world對象通過gravity屬性設置了重力加速度，當剛體對象在舞臺上創建后，由于重力加速度將垂直向下進行運動，當與plane平面形狀發生碰撞時，由于每個剛體的material材質屬性不同，發生碰撞后反彈的速度會不相同。

3 結論

本文從P2引擎的基本元素入手，分析探討了P2引擎庫的導入，如何去創建一個物理模擬世界，通過對world，剛體等對象進行相應的屬性設置，實時刷新視圖模擬，來實現一個模擬重力運動。

參考文獻

[1]張鑫磊.Egret HTML5游戲開發指南.北京：電子工業出版社，2016.

[2]認識HTML5 2D物理引擎P2.ht tp：//bbs.egret.com/thread-6950-1-1.html.