10.2 碰撞檢測

雖然說物體之間的碰撞Box2d已經很好地模擬出來了，但還是要了解一下Box2d的碰撞檢測，因為在很多時候需要知道碰撞的具體信息。例如，怪物被子彈碰到了，除了被打飛，或者打倒，還需要做很多其他的操作，如把怪物刪除，然后增加經驗、金幣之類的事情，這就需要用到碰撞監聽。而在玩CS之類游戲的時候，當把友軍傷害選項給屏蔽掉之后，我們發射的子彈只對敵軍產生影響，這樣的功能就涉及碰撞過濾，本節主要介紹這兩項內容。

10.2.1 碰撞監聽

Box2d里面使用接觸（Contact）來描述碰撞信息，在每次兩個物體的AABB出現重疊的時候，Box2d會產生相應的觸點，當物體的AABB分離的時候，又會把觸點刪除。使用World的GetContactList()函數可以獲取當前世界所有的接觸信息，通過這些接觸信息，可以獲取到接觸的物體以及接觸點等信息。但這并不是明智的做法，因為無法捕捉到所有的接觸。例如在一次循環中，在很多力的作用下，兩個物體短暫地接觸了，之后又快速地分開，在接觸列表中是不會找到這個接觸對象的。并且在每一幀輪詢這些接觸對象本身也是一個冗余的運算，就像坐公交車，每個站臺都問一句XX站到了沒？明智的做法是使用接觸監聽，它會在到達XX站臺時自動通知你。

使用監聽需要實現一個監聽者，叫作接觸監聽器，名字為b2ContactListener，位于b2WorldCallbacks.h內，可以實現它的幾個接觸相關的接口。

        ///在兩個fixtures開始碰撞的時候回調（當它們開始重疊的時候，只會在step中調用）
        virtual void BeginContact(b2Contact* contact) { B2_NOT_USED(contact); }

        ///在兩個fixtures結束碰撞的時候回調（當它們分開的時候，物體被銷毀的時候也會調用）
        virtual void EndContact(b2Contact* contact) { B2_NOT_USED(contact); }

        ///在接觸更新完成之后調用（碰撞檢測發生之后，碰撞沖突處理之前）．此時可以禁用觸點，實現
        單面碰撞。例如，是男人就上100層這樣的小游戲的樓梯，在玩家跳上去時不發生碰撞，在玩家掉
        落的時候才碰撞。通過禁用觸點可以避免此次碰撞處理，并且不會調用到接觸處理完成的回調，但
        是可能會在一小段時間內連續收到PreSolve回調
        virtual void PreSolve(b2Contact* contact, const b2Manifold* oldManifold)
        {
            B2_NOT_USED(contact);
            B2_NOT_USED(oldManifold);
        }

        ///在接觸被處理完之后調用，這時候物理模擬已經完成，在這里可以獲得接觸對象碰撞之后產生
        的力量、旋轉等信息
        virtual void PostSolve(b2Contact* contact, const b2ContactImpulse* impulse)
        {
            B2_NOT_USED(contact);
            B2_NOT_USED(impulse);
        }

Box2d不允許在碰撞回調中修改物理世界，因為上面可能發生在一個step回調之中，當出現多個對象同時碰撞，會依次處理每兩個對象之間的碰撞，而這時候會調用到回調函數，在回調函數中修改了對象，可能會導致其他對象的碰撞結果不正確，假設在回調中釋放了對象，還有可能導致程序崩潰。如果需要刪除或者做修改，可以將觸點信息保存起來，在step完成之后，再來處理。

上面的回調中可以做的修改僅僅是禁用觸點，來規避此次碰撞。例如超級瑪麗游戲中的單面墻，可以通過判斷碰撞的方向來決定是否規避此次碰撞，代碼如下。

          virtual void PreSolve(b2Contact* contact, const b2Manifold* oldManifold)
          {
           b2WorldManifold worldManifold;
           contact->GetWorldManifold(&worldManifold);
           if (worldManifold.normal.y > 0.5f)
           {
              contact->SetEnabled(false);
           }
          }

在每次回調都會有一個b2Contact對象被傳進來，描述了發生碰撞的兩個物體的詳細信息，通過GetFixtureA()函數和GetFixtureB()函數可以分別獲取這兩個物體，但是需要你自己判斷這兩個物體是什么，可以根據指針來判斷，也可以設置UserData，根據UserData來判斷。在沖突處理之前的PreSolve回調中，調用b2Contact對象的SetEnabled()函數可以設置是否禁用接觸。

最后，在使用的時候，需要用new操作符創建一個這樣的監聽器對象，通過調用World->SetContactListener(myContactListener)，把它設置給Wold。

10.2.2 碰撞過濾

在創建Fixture的時候，可以通過設置過濾標識，來控制Fixture之間的碰撞過濾，Fixture有兩種過濾標識，每個標識都是一個16位的int16變量（相當于短整型），可以表示16種不同類型的碰撞。

        b2Filter()
        {
            categoryBits = 0x0001;      //類別標志位
            maskBits = 0xFFFF;          //遮罩標志位
            groupIndex = 0;             //分組索引
        }

類別標志位定義了Fixture的類別，而遮罩標志位則定義了可以與之發生碰撞的類別，舉個例子：

? 我是一個公主a = 1。

? 我是一個戰士b = 2。

? 我是一個英雄c = 4。

我是一個公主，那么我的categoryBits |= a，我只能和英雄發生碰撞，那么我的maskBits|= c，這是我的邏輯，那么這個碰撞過濾，還得看英雄愿不愿意和我碰一下，也就是英雄的maskBits & a是否等于0，用一句代碼來解釋，就是：

        isCollid = A.maskBits & B.categoryBits ! = 0 && A.categoryBits & B.maskBits ! =0

在b2Filter的構造函數中，將categoryBits設置為1，而將maskBits設置為0xFFFF，表示我可以和所有的Fixture發生碰撞，而且所有的Fixture在創建的時候，categoryBits都是1。

那么分組索引是干什么的呢？其用來描述更加復雜的規則。

? 當A和B的分組索引相同且為正數，則產生碰撞。

? 當A和B的分組索引相同且為負數，則不產生碰撞。

? 在其他的情況下，都使用正常的類別/遮罩過濾規則。

簡單概括就是，如果是大于0的相同組，則一定碰撞，如果是小于0的相同組，則一定不碰撞。

在使用上面的標志和組無法解決問題的時候，還可以通過觸點過濾器來進行碰撞過濾，這有點類似于碰撞監聽，繼承一個b2ContactFilter對象，然后實現它的碰撞過濾方法，通過在World中調用SetContactFilter()函數，來傳入觸點過濾器，使其接受觸點消息。

      virtual bool ShouldCollide(b2Fixture* fixtureA, b2Fixture* fixtureB);

當這兩個Fixture的AABB包圍盒發生重疊的時候，就會調用這個回調，這時候它們可能還沒有真正發生碰撞，可以通過自己設置的UserData來判斷過濾，也可以根據Fixture的過濾標識結合自己定義的規則來判斷過濾。如果允許它們發生碰撞，則返回true；否則返回false，讓它們直接穿透，不做碰撞處理。另外，在游戲過程中也可以動態地修改Fixture的過濾標識，來達到想要的效果。