实现Cocos2d-x追踪子弹

Posted by KC on May 23, 2013

需求

追踪子弹是游戏中的一个相当重要的精灵。子弹追踪的实现本质上是要实时调整子弹的线速度和角速度,使其不断地照着接近目标的方向移动。

分析

子弹速度分为两类,一个线速度,一个是角速度。所谓追踪,就是在子弹更新的每一帧中,动态计算子弹和目标之间的位置关系,然后更新子弹当前的线速度,和把子弹本身绕着自己的中心点旋转一个角度,使子弹朝向和子弹速度方向一致。

这里我们的子弹每帧的旋转角度设定为1度。方向为顺时针或是逆时针根据其与目标之间的位置决定,例如目标在子弹的右上方,则子弹(每帧)顺时针旋转一度,如果在左上方,则逆时针旋转。当然实际计算过程我们可以根据向量运算决定方向。

而子弹的线速度需要通过计算子弹和目标之间的夹角得到,如果子弹和目标之间夹角不为0,那么子弹需要实时调整自己的速度的方向,我们这里也设定为每帧可以旋转1度(这个值和子弹自身的旋转要一样,才能保持子弹看来永远朝着自己的前方运动),在整个运动过程中,子弹的速率(速度的模值)必须是保持不变的。

另外我们需要加一些限制条件(自然的或者人为的限制):

  1. 子弹发射时需要寻找目标,子弹默认会寻找离自己最近的,并且不满足4.1和4.2两个条件的目标。

  2. 子弹如果没有找到目标的情况下发射出去了,则按照初始速度飞行。

  3. 子弹在运动过程中如果失去目标,则按照当前速度飞行。

  4. 子弹一旦锁定目标,就会一直追踪打击目标,直到击中目标或者当目标满足下面条件时放弃并重新寻找目标:

    4.1 目标离开屏幕范围

    4.2 子弹与目标之间的夹角大于90度角度

实现

关键部分的实现,包括: 1. 搜索目标 2. 计算速度方向和目标之间的夹角 3. 计算子弹自身要打击到目标需要旋转的方向 4. 子弹运动函数,在这里把东西全串起来

1.搜寻敌人

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/**
 * 寻找目标,所有的敌人都保存在一个CCArray中,需要从中遍历得到满足条件的一个。
 * @author [K.C.](http://i.kimiazhu.info)
 */
void HTTrackBullet::seekEnemy() {
	mTarget = NULL;
	//目标和子弹之间距离的平方值,之所以用平方值,因为这里只要判断大小,就不开方了。
	float minDistanceSQ = mMinDistanceSQ;
	//获取保存所有敌人的数组
	CCArray* array = getArrayForEnemy();
	for (int i = 0; i < array->count(); i++) {
	    //敌人都继承自我自定义的HTCollidablePart可碰撞部件
		HTCollidablePart* enemy = (HTCollidablePart*) array->objectAtIndex(i);
		if (enemy->isCollidable() && enemy->isInsideWindow()
				&& calcAngle(enemy->getPosition()) < (PI / 2)) {
			/*
			 * 判断满足条件:
			 *  1. 敌人可碰撞(就是可以被打击)
			 *  2. 敌人在当前窗口可视范围内
			 *  3. 目标和敌人的角度小于90度
			 */
			float distanceSQ = ccpDistanceSQ(enemy->getPosition(),
					this->getPosition());
			if (distanceSQ < minDistanceSQ) {
				minDistanceSQ = distanceSQ;
				mTarget = enemy;
			}
		}
	}
}

2.计算角度

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/**
 * 计算速度方向和目标之间的夹角
 * @author [K.C.](http://i.kimiazhu.info)
 */
float HTTrackBullet::calcAngle(CCPoint target) {
	float r = PI;
	CCPoint p2 = ccpSub(target, this->getPosition());
	r = ccpAngle(speed, p2); //计算夹角r是弧度值,不是角度值
	return r;

}

3.计算子弹自身旋转方向

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/**
 * 计算子弹自身要打击到目标需要旋转的方向
 * @author [K.C.](http://i.kimiazhu.info)
 */
RotateDirection HTTrackBullet::calcDirection(CCPoint target) {
	CCPoint p2 = ccpSub(target, this->getPosition());
	if (ccpCross(speed, p2) > 0) {
		// 在opengl的右手坐标系中,向量叉乘大于0表示逆时针方向
		return COUNTERCLOCKWISE;
	} else if (ccpCross(speed, p2) < 0) {
		return CLOCKWISE;
	} else {
		return NO_ROTATE;
	}
}

4.子弹每帧移动

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/**
 * 子弹运动
 * @author [K.C.](http://i.kimiazhu.info)
 */
void HTTrackBullet::move() {
	do {
		if (mTarget) {
			if (mTarget->isDamaged() || (mTarget->getPositionX() <= 0)
					|| (mTarget->getPositionY() <= 0)) {
				mTarget = NULL;
				break;
			}
			//step 1:确定角度
			//计算夹角r是弧度值,不是角度值
			float _rad = calcAngle(mTarget->getPosition()); 
			if (_rad && _rad >= PI / 2) {
				//角度大于90的时候放弃,不追踪
				mTarget = NULL;
				break;
			}
			float _deg = CC_RADIANS_TO_DEGREES(_rad);

			float deltaR = _rad < mDeltaRadians ? _rad : mDeltaRadians;
			float deltaD = _deg < mDeltaDegree ? _deg : mDeltaDegree;

			//step 2:确定方向
			switch (calcDirection(mTarget->getPosition())) {
			case COUNTERCLOCKWISE: {
				speed = ccpRotateByAngle(speed, ccp(0,0), deltaR);
				this->setRotation(this->getRotation() - deltaD);
				break;
			}
			case CLOCKWISE: {
				speed = ccpRotateByAngle(speed, ccp(0,0), -deltaR);
				this->setRotation(this->getRotation() + deltaD);
				break;
			}
			default:
				break;
			}

		} else {
			seekEnemy();
		}
	} while (0);
	this->setPosition(ccpAdd(getPosition(), speed));
}