如何用Vue3打造一个引人入胜的Matter.js物理模拟

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应用场景介绍

本文展示了一段使用 Matter.js 库创建物理模拟 ragdoll 人形的代码。Ragdoll 人形由多个刚体组成，通过关节连接，能够在重力作用下做出逼真的运动。本代码适用于创建交互式物理游戏、动画和科学模拟。

代码基本功能介绍

该代码主要功能如下：

• 创建一个 Matter.js 物理引擎和渲染器。
• 定义 ragdoll 人形的刚体和关节，并将其添加到物理世界中。
• 创建楼梯和障碍物等环境元素，并使其与 ragdoll 人形交互。
• 通过鼠标控制 ragdoll 人形的运动，并实现慢动作效果。

功能实现步骤及关键代码分析说明

1. 初始化 Matter.js 物理引擎和渲染器

var engine = Engine.create(),
    world = engine.world

var render = Render.create({
    element: document.getElementById('matter'),
    engine: engine,
    options: {
        width: 800,
        height: 600,
        showAngleIndicator: true,
    },
})

2. 创建 ragdoll 人形

var ragdoll = Example(200, -1000 * i, 1.3)

Composite.add(ragdolls, ragdoll)

Example 函数根据指定的参数创建 ragdoll 人形，其中包括头部、胸部、四肢和关节。

3. 创建环境元素

var stack = Composites.stack(
    0,
    0,
    stairCount + 2,
    1,
    0,
    0,
    function (x, y, column) {
        return Bodies.rectangle(x - 50, y + column * 50, 100, 1000, {
            isStatic: true,
            render: {
                fillStyle: '#060a19',
                strokeStyle: '#ffffff',
                lineWidth: 1,
            },
        })
    },
)

var obstacles = Composites.stack(
    300,
    0,
    15,
    3,
    10,
    10,
    function (x, y, column) {
        var sides = Math.round(Common.random(1, 8)),
            options = {
                render: {
                    fillStyle: Common.choose([
                        '#f19648',
                        '#f5d259',
                        '#f55a3c',
                        '#063e7b',
                        '#ececd1',
                    ]),
                },
            }

        switch (Math.round(Common.random(0, 1))) {
            case 0:
                if (Common.random() < 0.8) {
                    return Bodies.rectangle(
                        x,
                        y,
                        Common.random(25, 50),
                        Common.random(25, 50),
                        options,
                    )
                } else {
                    return Bodies.rectangle(
                        x,
                        y,
                        Common.random(80, 120),
                        Common.random(25, 30),
                        options,
                    )
                }
            case 1:
                return Bodies.polygon(x, y, sides, Common.random(25, 50), options)
        }
    },
)

Composites.stack 函数创建了楼梯和障碍物，它们作为 ragdoll 人形的环境元素。

4. 添加鼠标控制和慢动作效果

var mouse = Mouse.create(render.canvas),
    mouseConstraint = MouseConstraint.create(engine, {
        mouse: mouse,
        constraint: {
            stiffness: 0.6,
            length: 0,
            angularStiffness: 0,
            render: {
                visible: false,
            },
        },
    })

Composite.add(world, mouseConstraint)

// ...

Events.on(engine, 'afterUpdate', function (event) {
    var timeScale = (event.delta || 1000 / 60) / 1000

    // ...

    // tween the timescale for slow-mo
    if (mouse.button === -1) {
        engine.timing.timeScale +=
            (timeScaleTarget - engine.timing.timeScale) * 3 * timeScale
    } else {
        engine.timing.timeScale = 1
    }

    // ...
})

MouseConstraint 函数允许用户通过鼠标控制 ragdoll 人形。通过设置 timeScaleTarget 变量，可以在按住鼠标右键时启用慢动作效果。

总结与展望

开发这段代码的过程中，我深入了解了 Matter.js 库的物理模拟功能。它提供了强大的工具，可以轻松创建逼真的物理交互。

经验与收获：

• 学习了 Matter.js 中刚体、关节和约束的概念。
• 掌握了创建和控制 ragdoll 人形的技巧。
• 了解了如何使用鼠标控制物理模拟。
• 理解了慢动作效果的实现原理。

未来拓展与优化：

• 添加更多环境元素，如坡道、平台和移动障碍物。
• 优化 ragdoll 人形的运动，使其更加逼真和流畅。
• 探索使用机器学习或人工智能来控制 ragdoll 人形。

• 将本代码集成到更广泛的游戏或模拟环境中。

  更多组件：
  <img src="https://block-design.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/haomo-ai/image/id-dd408be5f19d9362fcfbba86b56516c3.png" />

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