基于Egret引擎P2物理系统技术研究

冯长宝 佟鑫 贾骋

摘要

通常情况下，游戏中的对象会按照物理规律进行移动，能体现重力、反作用力、加速度等物理特性，实现自由落体、抛物线运动、以及物理碰撞现象的模拟，给玩家带来更多“真实”的游戏体验。本文将介绍Egret引擎中物理引擎模块¹P2物理引擎，并将P2物理引擎的应用进行举例分析。

【关键词】Egret 物理运动 P2物理引擎

游戏中很多的物理运动都是由物理引擎来完成的，我们可以把游戏引擎看成是汽车的发动机，它决定着汽车的性能和稳定性，而汽车的速度、操作这些都是建立在引擎的基础上的。游戏也是如此，在游戏中采用物理引擎，可以制作出赏心悦目的赛车游戏，还有血腥暴力的射击游戏，有了物理引擎，可以最大限度的还原游戏的真实度。本文以创建一个P2物理项目为例，介绍在Egret引擎中使用P2物理引擎來完成对重力的模拟。

1 P2物理引擎介绍

国内较成熟的物理引擎包括Box2D，还有今天的主题P2物理引擎。Box2D是一款基于C++语言编写的物理游戏引擎，被广泛应用在各类物理游戏中，比如风靡一时的游戏《愤怒的小鸟》。虽然它给开发者提供了简单友好的接口，但是在H5游戏平台中，因为效率的限制它的表现没有那么出色。来自斯德哥尔摩大学的Stefan Hedman，在基于Javascript的基础上，开发出了一款面向H5游戏的2D物理引擎P2。集成了各种复杂的物理公式和算法，可以帮助我们轻松地实现碰撞、加速、自由落体等物理现象的模拟。

2 创建P2物理项目

在Egret引擎中通过P2物理引擎来完成对物理运动的模拟，一般的过程如下：导入P2引擎库->创建世界world->创建地面ground->创建刚体->创建调试模拟视图，刷新世界。

P2引擎库的导入要使用Egret提供的第三方库集成方法，在项目的配置文件egretProperties.json中添加第三方库;将P2引擎以name命名为模块，以path定义P2引擎库的目录路径，应当注意的是P2引擎库应与项目目录同级;在IDE的终端面板中执行egret build-e命令就会把P2引擎库编译到项目中，成功后就可以使用了。

世界对应P2引擎库中的World类，类似于渲染引擎中的stage舞台，该World对象有一个Vec2类型的属性gravity，模拟重力加速度;它有两个元素，水平x方向和垂直y方向的分量，以数组来表示。当将gravity设置为[0，0]时表示为失重状态，[0，10]表示只有垂直方向的重力，如果将x、y都设置非。的数值后，重力将不再是垂直向下的，而是朝[x，y]方向。

形状是物理游戏中进行碰撞模拟的一个基础，地面ground的创建是由Plane平面形状来完成，这是一个特殊的形状，它沿y轴负方向无限扩展，x轴的宽度也是无限的。Plane平面形状需要添加到body刚体中，并通过调整刚体的angle角度，使平面朝向不同的方向，可以模拟墙体、地面。

接下来就是要创建游戏中的主角—body刚体了，刚体拥有速度、角度、质量等物理属性，通过形状对象来表现出具体的形状，常见的形状有圆形、矩形、胶囊形状、粒子、线段、多边形等。分别创建body刚体对象和shape形状对象，并通过使用addShpe（）方法将形状添加到刚体中;设置形状的属性，position可以设置形状相对于刚体本地坐标中心的偏移量，影响刚体的重心，angle设置形状倾斜的角度，material设置形状的材质，可以使形状发生碰撞时表现出不同的特性。对于刚体对象来说，它本身也具有一定的属性：速度、角度、质量等。我们通过position属性来对刚体进行定位和移动，在进行物理模拟的过程中，会刷新刚体坐标;velocity设置刚体的线性速度，它是一个Vec2类型的对象，用数组来表示，数组中第一个元素表示水平方向的速度，当值>0时表示速度方向向右;第二个元素表示垂直方向的速度，当值>0时表示速度方向向下。

刚体创建完成就要对它进行形状贴图了，使刚体能够以游戏图像素材来显示出来。贴图的过程，就是要实时刷新图像素材的坐标和角度，使其能够与刚体对应上。为刚体添加自定义属性userData，保存对应图像素材的引用。world世界中所有的刚体都保存在bodies数组中，遍历数组中的每一个刚体，如果其userData不为空，则实时更新对应图像素材的坐标和角度。

模拟视图通过p2DebugDraw类中的drawDebug（）方法来实现，应用当前world对象创建一个p2DebugDraw类对象，并添加egret.Event.ENTER FRAME事件侦听，在事件侦听回调函数中，调用drawDebugo方法，绘制P2引擎中的所有刚体对象，对所有刚体实时刷新。

由于我们将world对象通过gravity属性设置了重力加速度，当刚体对象在舞台上创建后，由于重力加速度将垂直向下进行运动，当与plane平面形状发生碰撞时，由于每个刚体的material材质属性不同，发生碰撞后反弹的速度会不相同。

3 结论

本文从P2引擎的基本元素入手，分析探讨了P2引擎库的导入，如何去创建一个物理模拟世界，通过对world，刚体等对象进行相应的属性设置，实时刷新视图模拟，来实现一个模拟重力运动。

参考文献

[1]张鑫磊.Egret HTML5游戏开发指南.北京：电子工业出版社，2016.

[2]认识HTML5 2D物理引擎P2.ht tp：//bbs.egret.com/thread-6950-1-1.html.