9.2 工作流程

這里直接從Box2d自帶的HelloWorld示例開始，從Box2d官網下載的源碼包中可以找到這個例子，這是一個沒有圖形顯示的HelloWorld，正因為如此，呈現的內容更加精簡，后面的內容會介紹怎樣把Box2d的模擬效果顯示在Cocos2d-x上面，現在先把渲染拋到腦后吧。首先需要了解一下最純粹的Box2d。

Box2d的運行流程大致如圖9-1所示，首先是初始化Box2d，然后可以執行各種操作，如創建對象，操作對象、在循環中更新物理世界，Box2d會自動執行碰撞處理，并觸發碰撞監聽。需要注意的是，創建對象等操作不能在碰撞監聽回調中執行。

圖9-1 運作流程

Box2d的物理模擬全部發生在b2World這個類中，其表示整個物理世界，使用Box2d的第一步就是要把b2World創建出來，構造函數很簡單，只有一個參數，表示這個世界的重力加速度，地球的重力加速度是-9.8f，一般可以取近似值-10.0f（月球上的重力為地球的1/6大約為1.63f）。Box2d用b2Vec2來描述一個向量，重力也是一個向量，其結構等于一個Vec2，下面這段代碼創建了一個世界。

        b2Vec2 gravity(0.0f, -9.8f);
        b2World world(gravity);

有了世界之后，需要在世界里面添加各種各樣的對象，這些對象不需要并且不允許使用new來創建，應該直接調用World的Create系列函數，由World來創建。

Box2d中使用了SOA（小對象分配器）來快速有效地使用內存（能夠高效地創建大量50～300字節大小的對象）, Box2d每創建一個對象，都需要先填充一個對象的描述結構（這點和PhysX非常相似，這里使用一個b2BodyDef結構來填充描述。

        b2BodyDef groundBodyDef;
        groundBodyDef.position.Set(0.0f, -10.0f);
        b2Body* groundBody = world.CreateBody(&groundBodyDef);

有了一個b2Body對象之后，還需要描述這個對象的形狀，Box2d提供一個b2PolygonShape對象來描述一個多邊形，調用它的SetAsBox()函數傳入寬和高可以得到一個四邊形，調用它的Set()函數傳入一個頂點數組，可以得到一個N邊形，把這個形狀直接設置到b2Body對象中。

        //創建一個寬為50.0f，高為10.0f的四邊形，并設置到groundBody
        b2PolygonShape groundBox;
        groundBox.SetAsBox(50.0f, 10.0f);
        groundBody->CreateFixture(&groundBox, 0.0f);

上面設置了地板的形狀，它的質量為0，默認是一個靜態的物體，靜態的物理在物理世界中不會移動，但在游戲中，還需要創建一些動態的物體。要創建動態剛體的話，需要更多的設置，首先需要設置b2BodyDef的type，默認為b2_staticBody，動態物體需要將它設置為b2_dynamicBody。動態物體的形狀描述也需要更多的內容，如質量、摩擦力……Box2d提供b2FixtureDef結構體來描述這些內容。

        //定義動態Body并創建
        b2BodyDef bodyDef;
        bodyDef.type = b2_dynamicBody;
        bodyDef.position.Set(0.0f, 4.0f);
        b2Body* body = world.CreateBody(&bodyDef);

        //定義另外一個四邊形
        b2PolygonShape dynamicBox;
        dynamicBox.SetAsBox(1.0f, 1.0f);

        //定義動態Body的配置
        b2FixtureDef fixtureDef;
        fixtureDef.shape = &dynamicBox;

        //動態對象的密度不為0
        fixtureDef.density = 1.0f;

        //設置摩擦力
        fixtureDef.friction = 0.3f;

        //將形狀配置到Body
        body->CreateFixture(&fixtureDef);

初始完一個World以及相關的對象之后，需要讓整個世界動起來，這需要調用World對象的Step()方法，其需要幾個參數，第一個是從上一次調用到現在的時間間隔，這個參數可以直接使用Cocos2d-x在Update()函數中傳入的參數。一般情況下，在每一幀的Update()調用一次Step。Box2d當運行比較復雜的運算的時候，需要一定的迭代次數來保證模擬的精度，Step要求傳入兩個迭代次數，即需要傳入速度迭代數和位置迭代數，Box2d給出的默認值是8和3，如果對精度要求比較高，可以適當地增加這兩個值，該值越大，相應地性能越低。velocityIterations表示速度約束的遍歷次數，positionIterations表示位置約束的遍歷次數，可以根據游戲的具體情況來設置這兩個值。

        world.Step(dt, velocityIterations, positionIterations);

在游戲更新的過程中，會不斷地創建新的對象到世界中，也會不斷地刪除一些舊的對象，不管怎樣，在World被析構的時候，這個世界的一切，都會從內存中被釋放。