实例介绍Cocos2d-x物理引擎：HelloPhysicsWorld

我们通过一个实例介绍一下，在Cocos2d-x 3.x中使用物理引擎的开发过程，熟悉这些API的使用。这个实例的运行后的场景，当场景启动后，玩家可以触摸点击屏幕，每次触摸时候，就会在触摸点生成一个新的精灵，精灵的运行是自由落体运动。

HelloPhysicsWorld实例

使用物理引擎的一般步骤，如下图所示。

这个过程与上帝创建世界的过程类似，上帝首先创建了世界，然后为世界指定了边界，否则万物就会掉到世界之外的混沌里去了，最后上帝创建了万物。
当然这只是一个最基本的步骤，有的时候还需要碰撞检测和使用关节等处理。下面我们就按照这个步骤介绍一下代码部分。首先看一下看HelloWorldScene.h文件，它的代码如下：

1. #ifndef __HELLOWORLD_SCENE_H__
2. #define __HELLOWORLD_SCENE_H__
3. #include "cocos2d.h"
4. USING_NS_CC;
5. class HelloWorld : public cocos2d::Layer
6. {
7. public:
8. static cocos2d::Scene* createScene();
9. virtual bool init();
10. virtual bool onTouchBegan(cocos2d::Touch* touch, cocos2d::Event* event);            ①
11. CREATE_FUNC(HelloWorld);
12. void addNewSpriteAtPosition(Vec2 p);                                    ②
13. };
14. #endif // __HELLOWORLD_SCENE_H__

上述第①行代码是声明了单点触摸函数onTouchBegan，以便于响应单点触摸事件。第②行代码是定义创建精灵函数，这个函数是在触摸点击位置创建一个精灵对象。
HelloWorldScene.cpp中创建物理世界，代码如下：

1. Scene* HelloWorld::createScene()
2. {
3. auto scene = Scene::createWithPhysics();                                    ①
4. scene->getPhysicsWorld()->setDebugDrawMask(PhysicsWorld::DEBUGDRAW_ALL);      ②
5. auto layer = HelloWorld::create();
6. scene->addChild(layer);
7. return scene;
8. }

上述第①行代码Scene::createWithPhysics()语句是创建场景，这个是带物理引擎世界场景，使用createWithPhysics()函数会在场景中进行初始化物理引擎，我们可以通过场景的getPhysicsWorld()函数获取初始化的物理世界（PhysicsWorld）对象。我们也可以根据需要在这里设置物理世界，其中第②行代码设置在物理世界中绘制调试遮罩，这会把物体的形状绘制出来。因为世界中的物体，如果没有与精灵绑定到一起，我们是看不到它的。这主要用于调试，当调试结束后，游戏发布的时候，我们需要把它关闭。关闭绘制调试遮罩的场景如下图所示。

HelloWorldScene.cpp中指定世界的边界，代码如下：

1. bool HelloWorld::init()
2. {
3. if ( !Layer::init() )
4. {
5. return false;
6. }
7. Size visibleSize = Director::getInstance()->getVisibleSize();
8. Vec2 origin = Director::getInstance()->getVisibleOrigin();
9. //定义世界的边界
10. auto body = PhysicsBody::createEdgeBox(visibleSize,
11. PHYSICSBODY_MATERIAL_DEFAULT,5.0f);                     ①
12. auto edgeNode = Node::create();                                         ②
13. edgeNode->setPosition(Vec2(visibleSize.width/2,visibleSize.height/2));               ③
14. edgeNode->setPhysicsBody(body);                                      ④
15. this->addChild(edgeNode);                                            ⑤
16. setTouchEnabled(true);                                              ⑥
17. //设置为单点触摸
18. setTouchMode(Touch::DispatchMode::ONE_BY_ONE);                          ⑦
19. return true;
20. }

上述代码HelloWorld::init是初始化层函数，在这个函数中我们可以指定世界的边界，世界边界也是一个物体，代码第①行PhysicsBody::createEdgeBox是创建物体对象，静态函数createEdgeBox指定世界边界是矩形盒子，createEdgeBox函数的第一个参数指定矩形的大小。第二个参数是设置材质，PHYSICSBODY_MATERIAL_DEFAULT常量是默认材质，材质是由结构体PhysicsMaterial定义的，结构体PhysicsMaterial成员有：density（密度）、friction（磨擦系数）和restitution（弹性系数）。密度可以用来计算物体的质量，密度可以为零或者为正数。摩擦系数经常会设置在0.0~1.0之间，0.0表示没有摩擦力，1.0会产生强摩擦。弹性系数的值通常设置到0.0~1.0之间，0.0表示物体不会弹起，1.0表示物体会完全反弹，即称为弹性碰撞。createEdgeBox函数的第三个参数是设置边的宽度。
代码第②行是创建边界节点对象，这个节点对象作为世界边界对象，第③行代码是设置节点对象的位置。第④行代码edgeNode->setPhysicsBody(body)是设置与节点相关的物体对象。通过这条语句使得游戏场景中的节点对象（精灵等）与物体关联起来。第⑤行代码是将节点对象添加到层中。
代码第⑥行setTouchEnabled(true)是使层开始触摸事件支持。第⑦行代码setTouchMode(Touch::DispatchMode::ONE_BY_ONE)是设置触摸模式为单点触摸。
HelloWorldScene.cpp其他代码如下：

1. bool HelloWorld::onTouchBegan(Touch* touch, Event* event)                       ①
2. {
3. Vec2 location = touch->getLocation();
4. addNewSpriteAtPosition(location);
5. return false;
6. }
7. void HelloWorld::addNewSpriteAtPosition(Vec2 p)                                 ②
8. {
9. auto sp = Sprite::create("Ball.png");                                       ③
10. sp->setTag(1);                                                       ④
11. auto body = PhysicsBody::createCircle(sp->getContentSize().width / 2);               ⑤
12. //auto body = PhysicsBody::createBox(sp->getContentSize());                      ⑥
13. sp->setPhysicsBody(body);                                            ⑦
14. sp->setPosition(p);
15. this->addChild(sp);
16. }

上述代码第①行是单点触摸时候调用的函数，在这个函数中调用addNewSpriteAtPosition(location)函数，在触摸点创建一个精灵对象。
第②行代码是定义addNewSpriteAtPosition函数，第③行代码Sprite::create("Ball.png")是创建一个精灵对象，第④行代码sp->setTag(1)是设置精灵的tag属性，在检查碰撞时候可以通过tag属性判断并获得精灵对象。
第⑤行代码是通过PhysicsBody的静态createCircle函数创建圆圈形状物体。PhysicsBody还有很多类似的create函数，如createBox、createCircle、createPolygon和createEdgePolygon等函数，这些函数与物理形状对应的。这里只详细解释createCircle函数, createCircle函数API如下：
static PhysicsBody* createCircle(float radius,
const PhysicsMaterial & material = PHYSICSBODY_MATERIAL_DEFAULT,
const Vec2 & offset = Vec2::ZERO 
)
其中第一个参数radius是设置圆圈的半径，第二参数material是材质，这可以省略，默认值是PHYSICSBODY_MATERIAL_DEFAULT，所以在HelloWorld::init()函数中定义世界的边界时候，PhysicsBody::createEdgeBox语句中的material参数也是可以省略的。第三个参数offset是偏移量，可以省略，默认值是Vec2::ZERO。

第⑥行代码PhysicsBody::createBox(sp->getContentSize())是创建一个没有边的矩形盒子。第⑦行代码sp->setPhysicsBody(body)是设置与精灵相关的物体对象。

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