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c++如何实现一个简单的物理引擎_c++游戏开发碰撞检测与响应【项目】

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发布： 2025-12-07 11:05:02

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C++简易物理引擎包含刚体建模、显式欧拉积分、AABB/圆形碰撞检测、基于动量守恒与恢复系数的碰撞响应，以及穿透修正和固定时间步长等稳定性处理。

c++如何实现一个简单的物理引擎_c++游戏开发碰撞检测与响应【项目】

用 C++ 实现一个简单的物理引擎，核心在于 物体建模、运动积分、碰撞检测、碰撞响应 四个环节。不需要依赖大型库（如 Bullet 或 Box2D），纯手写也能跑通基础刚体动力学——比如小球下落、反弹、静止堆叠、简单矩形碰撞。下面按实际开发逻辑分块说明。

先定义最简刚体：位置、速度、加速度、质量（可设为 1 简化）、是否受重力影响。

用 struct RigidBody 封装：含 vec2 pos, vel, acc（可用 std::array<float></float> 或自定义二维向量）
每帧调用 显式欧拉积分 更新（适合教学/简单场景）：
vel += acc * dt;
pos += vel * dt;
重力加在 acc.y = 9.8f（或 -9.8，取决于 Y 轴方向），地面设 y=0，碰到后手动清速并设位置为 0

初学者优先实现轴对齐包围盒（AABB）和圆形碰撞，开销低、逻辑清晰。

检测到碰撞后，不能只“弹开”，要算出合理的新速度——关键在法线方向的冲量计算。

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先归一化碰撞法线 n（例如圆-圆：从 A 圆心指向 B 圆心；圆-AABB：用上一步最近点反推）
相对速度沿法线的投影：v_rel = dot(vel_B - vel_A, n)
若 v_rel > 0，说明正在分离，跳过（避免重复响应）
计算标量冲量 j = -(1 + restitution) * v_rel / (1/mA + 1/mB)（restitution ∈ [0,1]，0=完全非弹性，1=完全弹性）
更新速度：vel_A += j * n / mA;，vel_B -= j * n / mB;