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JS/HTML5游戲常用算法之碰撞檢測(cè)和像素檢測(cè)算法的示例分析

發(fā)布時(shí)間:2021-07-16 13:51:55 來源:億速云 閱讀:170 作者:小新 欄目:web開發(fā)

這篇文章主要介紹JS/HTML5游戲常用算法之碰撞檢測(cè)和像素檢測(cè)算法的示例分析,文中介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們一定要看完!

具體如下:

使用像素碰撞檢測(cè)法算是最精確的算法了,當(dāng)然,帶來的代價(jià)也是比較明顯的,那就是效率上的低下。除非是在極為特殊的情況下,要求使用非常精確的碰撞,否則,一般情況下在游戲中是不建議使用這種算法,特別是在運(yùn)行效率不太高的HTML5游戲中。

一般來說在使用像素碰撞檢測(cè)之前會(huì)使用AABB矩形包圍盒先檢測(cè)兩個(gè)精靈是否有碰撞,如果AABB包圍盒檢測(cè)沒有碰撞,那一定是沒有碰撞到,反之,則不一定,需要進(jìn)一步進(jìn)行像素檢測(cè)。如下圖所示,很明顯,雖然兩個(gè)精靈的包圍盒發(fā)生了碰撞,但兩個(gè)精靈本身沒有發(fā)生碰撞,所以在這種精靈的形狀極為不規(guī)則的情況下,除非使用多邊形包圍盒,并且需要多邊形和精靈的形狀極為接近,才能夠獲取好的效果,而且,別忘了,多邊形只適合凸多邊形的情況。

JS/HTML5游戲常用算法之碰撞檢測(cè)和像素檢測(cè)算法的示例分析

這樣,我們就只能采用像素檢測(cè)算法達(dá)到精確檢測(cè)的目的。接下來,先來看看像素碰撞的原理,首先,我們知道所有的精靈都是由像素點(diǎn)組成,而在canvas的像素?cái)?shù)據(jù)中每個(gè)點(diǎn)都是由RGBA四個(gè)數(shù)據(jù)組成。如果某個(gè)點(diǎn)的A(alpha值,透明度)為0則表示該點(diǎn)是透明的,比如在圖6-19中兩個(gè)精靈的空白部分的點(diǎn)的A值為0。如果兩個(gè)精靈發(fā)生碰撞,則表示兩個(gè)精靈有像素點(diǎn)發(fā)生了重疊,即兩個(gè)精靈的像素點(diǎn)坐標(biāo)相同,如下圖所示。

JS/HTML5游戲常用算法之碰撞檢測(cè)和像素檢測(cè)算法的示例分析

根據(jù)這個(gè)原理,基本上我們可以采取以下步驟來進(jìn)行檢測(cè)。

(1)選擇需要檢測(cè)的兩個(gè)精靈。

(2)先檢測(cè)兩個(gè)精靈是否發(fā)生包圍盒碰撞,如果沒有則退出,否則獲取兩個(gè)矩形的相交區(qū)域,并繼續(xù)。

(3)把一個(gè)精靈繪制到和游戲屏幕等大的空白的后臺(tái)緩沖區(qū)中,獲取緩沖區(qū)中在相交區(qū)域的像素?cái)?shù)據(jù)。

(4)清除后臺(tái)緩沖區(qū)。

(5)對(duì)另一個(gè)精靈進(jìn)行步驟3的操作。

(6)得到兩個(gè)精靈在同一個(gè)相交矩形的像素?cái)?shù)據(jù)后,循環(huán)比較每一個(gè)像素點(diǎn),如果兩個(gè)精靈在同一位置的透明度不都是0,則表示兩個(gè)精靈有相交,退出循環(huán),返回真。

需要注意的一點(diǎn)是,在第3步獲取相交區(qū)域的像素?cái)?shù)據(jù)中,需要在后臺(tái)另外的一個(gè)和游戲屏幕等大的空白區(qū)域中繪制,而不能直接獲取游戲畫面中的相交區(qū)域,因?yàn)閮蓚€(gè)精靈在相交區(qū)域中的像素已經(jīng)發(fā)生了重疊【包圍盒】。

由以上的算法可以看出,在進(jìn)行像素檢測(cè)的時(shí)候,需要另外一個(gè)緩沖區(qū),把需要檢測(cè)的精靈繪制一次,需要清空緩沖區(qū),最后還要使用一個(gè)for循環(huán)檢測(cè)像素。如果相交區(qū)域?yàn)?00×100個(gè)像素點(diǎn),則最壞的情況需要循環(huán)10 000 次,由此看來,這真不是一個(gè)省時(shí)的工作。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
 <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=0">
 <meta charset="UTF-8">
 <title>盒包圍碰撞算法-像素檢測(cè)算法</title>
 <style>
  #stage {
   border: 1px solid lightgray;
  }
 </style>
</head>
<body>
<h2>包圍盒是否碰撞:<span class="hitTestBox">否</span></h2>
<h2>像素檢測(cè)是否碰撞:<span class="hitTestPixel">否</span></h2>
<canvas id="stage"></canvas>
<img src="./images/penguin.png" alt="penguinImg" id="penguinImg"  />
<img src="./images/giraffe.png" alt="giraffeImg" id="giraffeImg"  />
</body>
<script>
 window.onload = function () {
  var stage = document.querySelector('#stage'),
   ctx = stage.getContext('2d');
  stage.width = 600;
  stage.height = 600;
  //創(chuàng)建后臺(tái)canvas
  var bC = document.createElement("canvas");
  bC.width = stage.width;
  bC.height = stage.height;
  var backBuf = bC.getContext("2d");
  var penguin = document.querySelector('#penguinImg'),giraffe = document.querySelector('#giraffeImg');
  var penguinImg = {
   x:stage.width/2,
   y:stage.height/2,
   r:128,
   data:null
  },giraffeImg = {
   x:100,
   y:100,
   r:128,
   data:null
  };
  function drawImageBox(img,x,y,width,height){
   ctx.beginPath();
   ctx.rect(x,y,width,height);
   ctx.stroke();
   ctx.drawImage(img,x,y,width,height);
  }
  //緩存畫布繪制方法
  function drawImageBC(img,x,y,width,height){
   backBuf.clearRect(0,0,stage.width,stage.height);
   backBuf.save();
   backBuf.drawImage(img,x,y,width,height);
   backBuf.restore();
  }
  //獲取兩個(gè)矩形相交區(qū)域
  function getInRect(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4) {
   return [Math.max(x1,x3),Math.max(y1,y3),Math.min(x2,x4),Math.min(y2,y4)];
  }
  document.onkeydown = function (event) {
   var e = event || window.event || arguments.callee.caller.arguments[0];
   //根據(jù)地圖數(shù)組碰撞將測(cè)
   switch (e.keyCode) {
    case 37:
     console.log("Left");
     if (penguinImg.x > 0) {
      penguinImg.x -= 2;
     }
     break;
    case 38:
     console.log("Top");
     if (penguinImg.y > 0) {
      penguinImg.y -= 2;
     }
     break;
    case 39:
     console.log("Right");
     if (penguinImg.x < stage.width) {
      penguinImg.x += 2;
     }
     break;
    case 40:
     console.log("Bottom");
     if (penguinImg.y < stage.height) {
      penguinImg.y += 2;
     }
     break;
    default:
     return false;
   }
  };
  stage.addEventListener('click', function (event) {
   var x = event.clientX - stage.getBoundingClientRect().left;
   var y = event.clientY - stage.getBoundingClientRect().top;
   penguinImg.x = x;
   penguinImg.y = y;
  });
  function update() {
   ctx.clearRect(0, 0, 600, 600);
   drawImageBox(giraffe,giraffeImg.x,giraffeImg.y,giraffeImg.r,giraffeImg.r);
   drawImageBox(penguin,penguinImg.x,penguinImg.y,penguinImg.r,penguinImg.r);
   document.querySelector('.hitTestBox').innerHTML = "否";
   document.querySelector('.hitTestPixel').innerHTML = "否";
   var rect = getInRect(giraffeImg.x,giraffeImg.y,giraffeImg.x+giraffeImg.r,giraffeImg.y+giraffeImg.r,penguinImg.x,penguinImg.y,penguinImg.x+penguinImg.r,penguinImg.y+penguinImg.r)
   //如果沒有相交則退出
   if(rect[0]>=rect[2]||rect[1]>=rect[3]) {
   } else{
    document.querySelector('.hitTestBox').innerHTML = "是";
    giraffeImg.data = null;
    penguinImg.data = null;
    //獲取精靈在相交矩形像素?cái)?shù)據(jù)
    drawImageBC(giraffe,giraffeImg.x,giraffeImg.y,giraffeImg.r,giraffeImg.r);
    giraffeImg.data = backBuf.getImageData(rect[0],rect[1],rect[2],rect[3]).data;
    drawImageBC(penguin,penguinImg.x,penguinImg.y,penguinImg.r,penguinImg.r);
    penguinImg.data = backBuf.getImageData(rect[0],rect[1],rect[2],rect[3]).data;
    for(var i=3;i<giraffeImg.data.length;i+=4)
    {
     if(giraffeImg.data[i]>0&&penguinImg.data[i]>0){
      document.querySelector('.hitTestPixel').innerHTML = "是";
     }
    }
   }
   requestAnimationFrame(update);
  }
  update();
 };
</script>
</html>

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