cocos2d-x for wp 之Box2D的应用

本文大部分内容是基于fengyun1989的博文，自己只是加深巩固而已

Box2d是一款用于2d游戏的物理引擎。在这个世界里创造出的物体都更接近于真实世界的物体。

首先，在项目添加Box2D.XNA.DLL。

新建一个页面BOX2DLayer并继承于CCLayer

重写init函数，并添加下面这个常量：

由于平时我们都是用像素来描述游戏世界的，而在box2d里是用“米”进行描述的。所以我们需要进行转化单位。设置一个常量，然后在需要的位置上用像素除以它就可以转化成相对应的“米”

public static double PTM_RATIO = 32.0;

 

接下来就是开始创造世界了。

Vector2 gravity = new Vector2(30.0f, 0.0f);
 bool doSleep = true;
 world = new World(gravity, doSleep);

首先我们需要模拟出一个重力gravity。这里用一个2维矢量模拟重力并设置了一个值doSleep，用以指明对象不参与碰撞时，是否可以“休眠”。一个休眠的对象将不会花费处理时间，直到它与其实对象发生碰撞的时候才会“醒”过来。

这里说明一下物理世界的重力向量gravity。两个参数分别表示物理世界中的X轴和Y轴方向上的重力数值。“+” “-”表示重力的方向

X轴正值表示向右，Y轴正值表示向上

 

接下来，该是为这个世界添加一些物体的时候了。

我在Android关于box2d应用中看到关于world创建一个物体的步骤：

1.创建物体皮肤 PolygonDef

2.创建物体刚体BodyDef

3.通过皮肤和刚体创建一个物体 body （body=body.createBody（BodyDef ）body.createShape（PolygonDef））

 在wp里略有不同。

BodyDef ballBodyDef = new BodyDef();
            ballBodyDef.type = BodyType.Dynamic;//动态类型
            ballBodyDef.position=new Vector2((float)(100/PTM_RATIO),(float)(300/PTM_RATIO));
            ballBodyDef.userData=ball;

            body=world.CreateBody(ballBodyDef);
            CircleShape circle=new CircleShape();
            circle._radius=(float)(26.0/PTM_RATIO);

            FixtureDef ballShapeDef=new FixtureDef();
            ballShapeDef.shape=circle;
            ballShapeDef.density=1.0f;//质量：0代表静态的物体，1代表运动物体
            ballShapeDef.friction=0.0f;//摩擦
            ballShapeDef.restitution=1.0f;//恢复力
            body.CreateFixture(ballShapeDef);

首先一个BodyDef
接下来一个CircleShape

最后一个FixtureDef

相比Android的定义过程，不过是将PolygonDef换成了一个Shape，并将这个Shape付给一个Fixture，最后由这个fixture完成body的创建。

现在详细说明一下上面代码的含义：

我们指定body的类型为dynamic body。默认值是static body，那意味着那个body不能被移动也不会参与仿真。很明显，我们想让篮球参与仿真。
 设置body的user data属性为篮球精灵。你可以设置任何东西，但是，你设置成精灵会很方便，特别是当两个body碰撞的时候，你可以通过这个参数把精灵对象取出来，然后做一些逻辑处理。
这里使用了一个不同的shape类型--circle shape。
在这里，我们需要为这个fixture指定一些参数

其中，说明一下这个restitution（恢复力）。我们都知道，在物理世界是能量守恒的。而这个恢复力就是能量守恒的体现之一。如果设置为1，则物体在世界里的碰撞是完全弹性碰撞。我们也把球的摩擦力设置为0.这样可以防止球在碰撞的时候，由于摩擦损失能量，导致来回碰撞的过程中会有一点点偏差。 

 

接下来，我们必须为我们的世界设置一个围墙，免得球跳出了“屏幕”

BodyDef groundBodyDef = new BodyDef();
            groundBodyDef.position = new Vector2(0, 0);
            Body groundBody = world.CreateBody(groundBodyDef);
            PolygonShape groundBox = new PolygonShape();//凸多边形
            FixtureDef boxShapeDef = new FixtureDef();
            boxShapeDef.shape = groundBox;
            groundBox.SetAsEdge(new Vector2(0, 0), new Vector2((float)(winSize.width / PTM_RATIO), 0));
            groundBody.CreateFixture(boxShapeDef);
            groundBox.SetAsEdge(new Vector2(0, 0), new Vector2(0, (float)(winSize.height / PTM_RATIO)));
            groundBody.CreateFixture(boxShapeDef);
            groundBox.SetAsEdge(new Vector2(0, (float)(winSize.height / PTM_RATIO)), 
                new Vector2((float)(winSize.width / PTM_RATIO), (float)(winSize.height / PTM_RATIO)));
            groundBody.CreateFixture(boxShapeDef);
            groundBox.SetAsEdge(new Vector2((float)(winSize.width / PTM_RATIO), (float)(winSize.height / PTM_RATIO)),
                new Vector2((float)(winSize.width / PTM_RATIO), 0));
            groundBody.CreateFixture(boxShapeDef);

详细解释一下上面的代码：

首先创建一个body定义结构体，并且指定它应该放在左下角。
然后，使用world对象来创建body对象。（注意，这里一定要使用world对象来创建，不能直接new，因为world对象会做一些内存管理操作。）
 接着，为屏幕的每一个边界创建一个多边形shape。这些“shape”仅仅是一些线段。注意，我们把像素转换成了“meter”。通过除以之前定义的比率来实现的。
 再创建一个fixture定义，指定shape为polygon shape。
 再使用body对象来为每一个shape创建一个fixture对象。
注意：一个body对象可以包含许许多多的fixture对象。

在完成上面之后。我们只是定义了物理世界，还没开始进行物理模拟。所以还要对world设置物理模拟：

world.Step(dt, 10, 10);

此函数表示让物理世界开始进行物理模拟，后两个参数含义分别是“速度迭代次数”和“位置迭代次数”。设置他们的范围在8-10之间。
这里的数字越小，精度越小，但是效率更高。数字越大，仿真越精确，但同时耗时更多。8一般是个折中数值。

 

这里要注意，因为物理世界模拟具有持续性，所以应该将设置放在线程中，不断让物理世界进行模拟。

在init（）里添加一个this.schedule(tick)。这里的tick就是一个“线程”

在tick里除了添加物理模拟之外，我们要使我们的小球精灵匹配物理仿真。因此，我们遍历world对象里面的所有body，然后看body的user data属性是否为空，如果不为空，就可以强制转换成精灵对象。接下来，就可以根据body的位置来更新精灵的位置了。

for (Body b = world.GetBodyList(); b != null; b = b.GetNext())
            {
                if (b.GetUserData() != null)
                {
                    CCSprite ballData = (CCSprite)b.GetUserData();
                    ballData.position = new CCPoint((float)(b.GetPosition().X * PTM_RATIO),
                    (float)(b.GetPosition().Y * PTM_RATIO));
                    ballData.rotation = -1 * MathHelper.ToDegrees(b.GetAngle());
                }
            }

最后在AppDelegate.cs里面的applicationDidFinishLaunching修改场景入口就可以看到效果了。

附上所有代码：

class BOX2DLayer:CCLayer
    {
        //定义了一个“像素/米”的比率。当你在cocos2d里面指定一个body在哪个位置时，你使用的单位要是米
        public static double PTM_RATIO = 32.0;

        World world;
        Body body;
        CCSprite ball;

        public override bool init()
        {
            if (!base.init())
                return false;
            //获取窗口大小
            CCSize winSize = CCDirector.sharedDirector().getWinSize();

            CCLabelTTF title = CCLabelTTF.labelWithString("Boxing", "Arial", 24);
            title.position = new CCPoint(winSize.width / 2, winSize.height / 2 - 50);
            this.addChild(title, 1);

            ball = CCSprite.spriteWithFile("images/ball");
            ball.position = new CCPoint(0, 300);
            this.addChild(ball);

            
         Vector2 gravity = new Vector2(30.0f, 0.0f);
            bool doSleep = true;
            world = new World(gravity, doSleep);

            BodyDef groundBodyDef = new BodyDef();
            groundBodyDef.position = new Vector2(0, 0);
            Body groundBody = world.CreateBody(groundBodyDef);
            PolygonShape groundBox = new PolygonShape();//凸多边形
            FixtureDef boxShapeDef = new FixtureDef();
            boxShapeDef.shape = groundBox;
            groundBox.SetAsEdge(new Vector2(0, 0), new Vector2((float)(winSize.width / PTM_RATIO), 0));
            groundBody.CreateFixture(boxShapeDef);
            groundBox.SetAsEdge(new Vector2(0, 0), new Vector2(0, (float)(winSize.height / PTM_RATIO)));
            groundBody.CreateFixture(boxShapeDef);
            groundBox.SetAsEdge(new Vector2(0, (float)(winSize.height / PTM_RATIO)), 
                new Vector2((float)(winSize.width / PTM_RATIO), (float)(winSize.height / PTM_RATIO)));
            groundBody.CreateFixture(boxShapeDef);
            groundBox.SetAsEdge(new Vector2((float)(winSize.width / PTM_RATIO), (float)(winSize.height / PTM_RATIO)),
                new Vector2((float)(winSize.width / PTM_RATIO), 0));
            groundBody.CreateFixture(boxShapeDef);

            BodyDef ballBodyDef = new BodyDef();
            ballBodyDef.type = BodyType.Dynamic;//动态类型
         ballBodyDef.position=new Vector2((float)(100/PTM_RATIO),(float)(300/PTM_RATIO));
            ballBodyDef.userData=ball;

            body=world.CreateBody(ballBodyDef);
            CircleShape circle=new CircleShape();
            circle._radius=(float)(26.0/PTM_RATIO);

            FixtureDef ballShapeDef=new FixtureDef();
            ballShapeDef.shape=circle;
            ballShapeDef.density=1.0f;//质量：0代表静态的物体，1代表运动物体
         ballShapeDef.friction=0.0f;//摩擦
         ballShapeDef.restitution=1.0f;//恢复力
         body.CreateFixture(ballShapeDef);

            
            this.schedule(tick);
            return true;
        }

        void tick(float dt)
        {
            world.Step(dt, 10, 10);

            for (Body b = world.GetBodyList(); b != null; b = b.GetNext())
            {
                if (b.GetUserData() != null)
                {
                    CCSprite ballData = (CCSprite)b.GetUserData();
                    ballData.position = new CCPoint((float)(b.GetPosition().X * PTM_RATIO),
                    (float)(b.GetPosition().Y * PTM_RATIO));
                    ballData.rotation = -1 * MathHelper.ToDegrees(b.GetAngle());
                }
            }
        }

        public static new CCLayer node()
        {
            BOX2DLayer layer = new BOX2DLayer();
            if (layer.init())
            {
                return layer;
            }
            else
                layer = null;
            return layer;
        }

    }