Jbox2d實踐應用

開門見山,一針見血~~先來一張圖片再說!

前言

JBox2D是開源的物理引擎Box2D的Java版本,可以直接用于Android。由于JBox2D的圖形渲染使用的是Processing庫,因此在Android平臺上使用JBox2D時,圖形渲染工作只能自行開發。該引擎能夠根據開發人員設定的參數,如重力、密度、摩擦系數和彈性系數等,自動地進行2D剛體物理運動的全方位模擬。

開發前準備

首先我們得上github上下載對應的jbox2d庫,具體鏈接github.com/jbox2d/jbox2d,我們發現下載下來的是zip包,我們可是要的jar包啊。。ok,這里我們就先自行解壓再說。解壓完畢發現它是一個maven工程,全部是源碼,我擦嘞,這可咋辦,不是gradle結構的。好這里我們就要使用gradle命令把maven工程轉成gradle結構,這里我們需要自己編譯jar包。

方法一:用gradle編譯maven工程

1.先cmd進入到剛下載解壓出來的jbox2d文件目錄,執行maven工程轉gradle工程命令 gradle init --type pom

2.接著我們進去編譯好的工程目錄,進入路徑 jbox2d-master\gradle\wrapper,里面有個gradle-wrapper.properties文件,在這里,我們打開并修改自己gradle已經緩存有的版本,這里我修改成distributionUrl=https\://services.gradle.org/distributions/gradle-3.3-all.zip,不然是編譯不了的。

3.ok,接下來我們導入工程。我們需要編譯給我們自己用的jar也是通過這里的jbox2d-library進行編譯的,我們在右邊的gradle選項卡中找到對應的jbox2d-library/Task/build/assemble,雙擊進行編譯。如下圖:


心里喜滋滋的準備生成jar包....居然提示報錯了,關鍵是沒有提示報錯的內容。這里十分抓狂,github上down下來的難道沒有維護和更新嗎?。。這里我們上去看了看最近都有人在更新,這咋辦....不知道如何下手,很多人都在這里放棄了,不要灰心,我們來看第四步。

4.我們用命令行看看報錯內容。

這里window使用命令是:gradlew :jbox2d-library(模塊名稱):assemble(任務)

mac命令為:gradle :jbox2d-library(模塊名稱):assemble(任務)

5.好這里可以看到報的什么錯,結果只是一個簡單的錯誤,包名引用錯誤,自行改一下源碼,重新編譯即可打包出jar。

方法二:用maven命令直接編譯maven工程

1.首先在本機環境安裝maven :maven.apache.org/download.cgi#,并配置環境

2.在cmd的命令行的輸入mvn install (注:這里是在jbox2d-master目錄下執行的命令)

好吧,maven就兩個步驟就可以了.......


前方高能預警~GO!GO!GO!開始擼碼

我們來先了解一下Jbox2d基本概念:

1. 剛體(rigid body)/物體(body)

一塊十分堅硬的物質,它上面的任何兩點之間的距離是完全不變的。它們就像鉆石那樣的堅硬。

2. 形狀(shape)

一塊嚴格依附于物體的 2D碰撞幾何結構,形狀具有摩擦和恢復的材料性質。

3.固定裝置(fixture):

fixture綁定一個形狀到物體,增加材料屬性,例如密度,摩擦,恢復。

4.約束

一個約束就是消除物體自由度的物理連接,在2D中,一個物體有3個自由度(水平,垂直,旋轉),比如秒針,固定后,消除了想x,y的自由度,只剩下旋轉一個自由度

5.世界 world

一個物理世界就是物體,形狀和約束相互作用的集合。Box2D支持創建多個世界,但這通常是不必要的。

思路:

1.創建一個JboxImpl類,專門用于管理剛體和世界的創建和邏輯計算

2.自定義一個view,這里為了方便直接繼承FrameLayout,并且在真實屏幕中將JboxImpl中計算出剛體運動的坐標綁定給真實的view(也就是這里的image),根據重力感應不停的回調繪制。

3.MainActivity中做重力感應的注冊,回調的變化傳遞到jboxView進行界面重繪。

JboxView類

將屏幕的寬高傳遞給世界

@Override

protected void onSizeChanged(int w, int h, int oldw, int oldh) {

super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh);

jboxImpl.setWorlSize(w,h);

}

初始化世界與創建剛體

@Override

protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {

super.onLayout(changed, left, top, right, bottom);

jboxImpl.createWorld();

//子viwe創建tag 設置body

int childCount = getChildCount();

for (int i =0; i< childCount; i++) {

View view = getChildAt(i);

//body為空時創建剛體

if (!jboxImpl.isBodyView(view) || changed) {

jboxImpl.creatBody(view);

}

}

}

開啟世界與做剛體運動的view繪制

@Override

protected void onDraw(Canvas canvas) {

jboxImpl.startWorld();

int childCount = getChildCount();

for (int i =0; i< childCount; i++) {

View view = getChildAt(i);

if (jboxImpl.isBodyView(view)) {

view.setX(jboxImpl.getViewX(view));

view.setY(jboxImpl.getViewY(view));

view.setRotation(jboxImpl.getViewRotaion(view));

}

}

invalidate();

}

JboxImpl類

創建世界

public void createWorld() {

if (mWorld == null) {

mWorld = new World(new Vec2(0, 10.0f));

//創建左右邊界靜止剛體

updateVertiacalBounds();

//創建上下邊界靜止剛體

updateHorizontalBounds();

}

}

開始世界

public void startWorld(){

if (mWorld != null) {

mWorld.step(dt, mVelocityIterations, mPosiontIterations);

}

}

創建世界的上下邊界,這里上下邊界是一個靜止的剛體

private void updateHorizontalBounds() {

BodyDef bodyDef = new BodyDef();

//創建靜止剛體

bodyDef.type = BodyType.STATIC;

//定義的形狀

PolygonShape box = new PolygonShape();

float boxWidth = switchPositionToBody(mWidth);

//設置邊界高度為1

float boxHeight = switchPositionToBody(mRatio);

box.setAsBox(boxWidth, boxHeight); //確定為矩形

FixtureDef fixtureDef = new FixtureDef();

fixtureDef.shape = box;

fixtureDef.density = mDesity;

fixtureDef.friction = 0.8f;//摩擦系數

fixtureDef.restitution = 0.5f; //補償系數

bodyDef.position.set(0, -boxHeight);

Body topBody = mWorld.createBody(bodyDef); //創建一個真實的上邊 body

topBody.createFixture(fixtureDef);

bodyDef.position.set(0, switchPositionToBody(mHeight) + boxHeight);

Body bottomBody = mWorld.createBody(bodyDef);//創建一個真實的下邊 body

bottomBody.createFixture(fixtureDef);

}

創建運動剛體

public void creatBody(View view) {

BodyDef bodyDef = new BodyDef();

bodyDef.setType(BodyType.DYNAMIC);

bodyDef.position.set(switchPositionToBody( view.getX() + (view.getWidth() / 2) )

,switchPositionToBody(view.getY() + (view.getHeight() / 2))? );

Shape shape = null;

Boolean isCircle = (Boolean) view.getTag(R.id.dn_view_circle_tag);

if (isCircle != null && isCircle) {

shape = craeteCircleShape( switchPositionToBody(view.getWidth() / 2) );

} else {

Log.i("kaka","createBody veiw tag is not circle!!!");

return;

}

FixtureDef fixtureDef = new FixtureDef();

fixtureDef.setShape(shape);

fixtureDef.friction = 0.8f;//摩擦系數

fixtureDef.density = mDesity;

fixtureDef.restitution = 0.5f;//補償系數

Body body = mWorld.createBody(bodyDef);

body.createFixture(fixtureDef);

view.setTag(R.id.dn_view_body_tag, body);

body.setLinearVelocity(new Vec2(mRandom.nextFloat(), mRandom.nextFloat()));

}

MainActivity類

主要實現SensorEventListener接口

@Override

public void onSensorChanged(SensorEvent event) {

if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {

float x = event.values[0];

float y = event.values[1] * 2.0f;

jboxView.onSensorChanged(-x, y);

}

}


總結:

其實jbox2d提供的接口運用起來并不是很難,難的物理學部分計算都在jbox2d中計算好了,他會返回給我們坐標值,這里的坐標值是世界中的坐標值。我們需要將它轉化成真實屏幕的坐標值重繪就ok了。一個view對應世界中的一個剛體。

代碼地址:github.com/kakaandfigo/Jbox2dProject


好了今天先寫到這里。~~~~~~~

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