今天郭先生继续讲cannon.js的物理约束,之前的一篇文章曾简单的提及过PointToPointConstraint约束,那么今天详细的说一说cannon.js的约束和使用方法。在线案例请点击博客原文

1. cannon.js约束的种类

1. PointToPointConstraint点对点约束

它的构造函数如下(之前可能介绍过了,这次统一说)

PointToPointConstraint ( bodyA  pivotA  bodyB  pivotB  maxForce )
  • bodyA — 刚体A。
  • pivotA — 相对于刚体A的质心的点,刚体A被约束到该点。
  • bodyB — 刚体B。
  • pivotB — 相对于刚体B的质心的点,刚体B被约束到该点。
  • maxForce — 约束物体应施加的最大力。

点对点约束顾名思义就是A刚体的某一点和B刚体的某一点形成约束,刚体之间仅通过约束点相连,如下图。

2. LockConstraint锁定约束

它的构造函数如下

LockConstraint ( bodyA  bodyB { maxForce } )
  • bodyA — 刚体A。
  • bodyB — 刚体B。
  • maxForce — 约束物体应施加的最大力。

为什么不需要设置约束点的位置呢,因为锁定约束其实就是点对点约束的简化版本,他们pivotA和pivotB默认为刚体的中心,如下图。

3. DistanceConstraint距离约束

它的构造函数如下

DistanceConstraint ( bodyA bodyB distance maxForce )
  • bodyA — 刚体A。
  • bodyB — 刚体B。
  • distance — 要保持的距离。如果未定义,它将被设置为刚体A和刚体B之间的当前距离。
  • maxForce — 约束物体应施加的最大力。

距离约束将两个物体约束为彼此重心的距离恒定,如下图是相邻小球保持恒定距离。

4. HingeConstraint铰链约束

它的构造函数如下

HingeConstraint ( bodyA  bodyB  { pivotA axisA pivotB axisB maxForce } )
  • bodyA — 刚体A。
  • bodyB — 刚体B。
  • pivotA — 相对于刚体A的质心的点,刚体A被约束到该点。
  • axisA — 在刚体A中局部定义的刚体A可以绕其旋转的轴。
  • pivotB — 相对于刚体B的质心的点,刚体B被约束到该点。
  • axisB — 在刚体B中局部定义的刚体B可以绕其旋转的轴。
  • maxForce — 约束物体应施加的最大力。

铰链又称合页,这个约束就像门的铰链一样,让两个物理只能在各自的点沿着固定的轴旋转。如下图。

2. 案例的主要代码

下面是案例的主要代码

var bodies = [], meshes = [];

initPoint() {
var size = 0.5;
var boxShape = new CANNON.Box(new CANNON.Vec3(size,size,size));
var mass = 0; var N=10, last; for(var i=0; i<N; i++){
// Create a box
var boxbody = new CANNON.Body({
mass: mass,
shape: boxShape,
position: new CANNON.Vec3(i * 0.6, (N - i) * Math.sqrt(size * size * 3) * 2, 0),
quaternion: new CANNON.Quaternion().setFromEuler(-Math.PI / 4, -Math.PI / 4, 0),
material: pubMaterial
});
boxbody.angularDamping = 0.3;
bodies.push(boxbody);
world.addBody(boxbody); if(i == 0) {
mass = 1;
} else {
var c = new CANNON.PointToPointConstraint(boxbody, new CANNON.Vec3(size, size ,size), last, new CANNON.Vec3(-size, -size ,-size));
world.addConstraint(c);
} last = boxbody;
} for(let i=0; i<10; i++) {
let mesh = new THREE.Mesh(new THREE.BoxBufferGeometry(1), new THREE.MeshNormalMaterial());
meshes.push(mesh);
scene.add(mesh);
}
console.log(world)
}
initLock() {
var size = 0.5;
var boxShape = new CANNON.Box(new CANNON.Vec3(size,size,size));
var mass = 1;
var space = 0.1*size; var N=10, last; for(var i=0; i<N; i++){
// Create a box
var boxbody = new CANNON.Body({
mass: mass,
shape: boxShape,
position: new CANNON.Vec3((N-i-N/2)*(size*2+2*space), size*6+space, 0),
sleepSpeedLimit: 0,
material: pubMaterial
});
bodies.push(boxbody);
world.addBody(boxbody); if(last){
// Connect the current body to the last one
var c = new CANNON.LockConstraint(boxbody, last);
world.addConstraint(c);
} // To keep track of which body was added last
last = boxbody;
}
var bodyA = new CANNON.Body({
mass: 0,
shape: boxShape,
position: new CANNON.Vec3((-N/2+1)*(size*2+2*space), size*3-1, 0),
material: pubMaterial
});
bodies.push(bodyA);
world.addBody(bodyA); var bodyB = new CANNON.Body({
mass: 0,
shape: boxShape,
position: new CANNON.Vec3((N/2)*(size*2+2*space), size*3-1, 0),
material: pubMaterial
});
bodies.push(bodyB);
world.addBody(bodyB); for(let i=0; i<12; i++) {
let mesh = new THREE.Mesh(new THREE.BoxBufferGeometry(1), new THREE.MeshNormalMaterial());
meshes.push(mesh);
scene.add(mesh);
}
}
initCloth() {
var size = 0.2;
var dis = 0.5;
var sphereShape = new CANNON.Sphere(size);
var mass = 1; var Nrows = 15, Ncols = 15;
for(let i=0; i<Nrows; i++) {
for(let j=0; j<Ncols; j++) {
let body = new CANNON.Body({
mass: mass,
shape: sphereShape,
position: new CANNON.Vec3((i - 0.5 * Nrows + 0.5) * dis, 9, (j - 0.5 * Ncols + 0.5) * dis),
material: pubMaterial
})
bodies.push(body);
world.addBody(body);
}
} let spherebody = new CANNON.Body({
mass: 0,
shape: new CANNON.Sphere(4),
position: new CANNON.Vec3(0,4,0),
material: pubMaterial
}) bodies.push(spherebody);
world.add(spherebody); for(let i=0; i<Nrows * Ncols; i++) {
let r = Math.floor(i / Nrows);
let c = i % Nrows;
if(r < Nrows - 1) {
world.addConstraint(new CANNON.DistanceConstraint(bodies[r * Nrows + c], b2, dis, 5));
}
if(c < Ncols - 1) {
world.addConstraint(new CANNON.DistanceConstraint(bodies[r * Nrows + c], bodies[r * Nrows + c + 1], dis, 5));
}
} for(let i=0; i<Nrows * Ncols; i++) {
let mesh = new THREE.Mesh(new THREE.SphereBufferGeometry(size), new THREE.MeshNormalMaterial());
meshes.push(mesh);
scene.add(mesh);
} let mesh = new THREE.Mesh(new THREE.SphereBufferGeometry(4, 32, 16), new THREE.MeshNormalMaterial());
meshes.push(mesh);
scene.add(mesh);
}
initHinge() {
let bodyA = new CANNON.Body({
mass: 0,
shape: new CANNON.Box(new CANNON.Vec3(0.2, 4, 0.2)),
position: new CANNON.Vec3(-3.2, 5, 0),
material: pubMaterial
})
let bodyB = new CANNON.Body({
mass: 1,
shape: new CANNON.Box(new CANNON.Vec3(3, 4, 0.2)),
position: new CANNON.Vec3(0, 5, 0),
// material: pubMaterial
}) bodyB.velocity.set(0, 0, -10); bodies.push(bodyA);
bodies.push(bodyB);
world.add(bodyA);
world.add(bodyB); var c = new CANNON.HingeConstraint(bodyA, bodyB, {
pivotA: new CANNON.Vec3(0.3, 0, 0),
axisA: new CANNON.Vec3(0, 1, 0),
pivotB: new CANNON.Vec3(-3.1, 0, 0),
axisB: new CANNON.Vec3(0, 1, 0),
maxForce: 2
});
world.addConstraint(c); let meshA = new THREE.Mesh(new THREE.BoxBufferGeometry(0.4, 8, 0.4), new THREE.MeshNormalMaterial());
let meshB = new THREE.Mesh(new THREE.BoxBufferGeometry(6, 8, 0.4), new THREE.MeshNormalMaterial());
meshes.push(meshA);
meshes.push(meshB);
scene.add(meshA);
scene.add(meshB);
}

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