实际上限制了Box2D中的最大速度

Actually limiting maximum speed in Box2D

本文关键字：速度 Box2D 实际上      更新时间：2023-10-16

我想限制身体可以行驶的最大速度。

问题是，即使我做这样的事情，这个答案也建议：

/* after applying forces from input for example */
b2Vec2 vel = body->GetLinearVelocity();
float speed = vel.Normalize();//normalizes vector and returns length
if ( speed > maxSpeed ) 
    body->SetLinearVelocity( maxSpeed * vel );

例如，如果在夹紧速度之前，我正在对身体施加一些巨大的力怎么办？即使线速度暂时限制在maxSpeed，在下一个时间步中，Box2D也会考虑b2Body：：m_force值，并有效地移动我的身体比maxSpeed更快。

所以我想出了这个（不得不将b2Body：：m_force移动到公共）：

if ( speed > maxSpeed ) {
    body->SetLinearVelocity( maxSpeed * vel );
    body->m_force = b2Vec2(0, 0)
}

然而，这仍然不能正确处理问题。

如果速度略小于 maxSpeed 这样就不会达到条件，但m_force值仍然足够大以增加速度太多怎么办？

关键是我无法准确预测力将如何影响速度，因为我使用增量累加器步进，我不知道目前需要多少物理步长。

除了在 Box2D 源代码中集成位置之前直接限制速度之外，还有什么方法可以解决这个问题吗？

我解决这个问题的第一次尝试是简单地执行上面的代码片段，不是每个循环，而是每个物理子步骤，这意味着如果我的增量累加器告诉我必须执行 n b2World::Step，我也会限制速度 n 次：

// source code taken form above link and modified for my purposes
for (int i = 0; i < nStepsClamped; ++ i)
{
    resetSmoothStates_ ();
    // here I execute whole systems that apply accelerations, drag forces and limit maximum velocities
    // ...
    if ( speed > maxSpeed ) 
         body->SetLinearVelocity( maxSpeed * vel );
    // ...
    singleStep_ (FIXED_TIMESTEP);
    // NOTE I'M CLEARING FORCES EVERY SUBSTEP to avoid excessive accumulation
    world_->ClearForces ();
}

现在，虽然无论帧速率如何，这都能为我提供恒定的速度（这是我最关心的问题，因为我的运动抖动），但它并不总是<= maxSpeed .同样的场景：想象一下在限制速度和超过b2World::Step之前施加的巨大力。

现在，我可以简单地根据当前速度计算要施加的实际力，因为我知道在下一次验证之前，该力只会施加一次，但是我已经提到并最终坚持了另一种简单的解决方案：

  1. 转到 Box2D\Dynamics\b2Body.h
  2. 添加float32 m_max_speed公共成员并使用-1.f对其进行初始化，因此最初我们不会限制任何实体的速度。
  3. 转到 Box2D\Dynamics\b2Island.cpp。
  4. 找到第 222 行。

  5. 添加以下 if 条件：

    m_positions[i].c = c;
m_positions[i].a = a;
if (b->m_max_speed >= 0.f) {
    float32 speed = v.Normalize();
    if (speed > b->m_max_speed)
        v *= b->m_max_speed;
    else v *= speed;
}
m_velocities[i].v = v;
m_velocities[i].w = w;

即使没有我上面描述的子步进，这也将起作用，但请记住，如果您要模拟空气阻力，则每个子步都施加阻力可以保证模拟的正确性，即使帧速率不同。

首先，自己回答，谁可以对身体施加力量。Box2D本身可以通过接触和重力撞击物体。接触不是使用力，而是冲动。要管理它们，请设置联系人侦听器并修改正常脉冲和切线脉冲。我认为重力不能对身体产生很大影响，但它也可以通过b2BodyDef：：gravityScale进行控制。如果您的代码采用一些手动强制，那么引入一些代理接口来管理它们可能会很有用。

我看不到一些简单的方法，因为每一步 box2d 都会进行几次速度和位置迭代。因此，在步骤开始时施加在其上的力和脉冲将相应地导致位置变化。

我无法想象这种方式，如果不破解 box2d 源代码，速度有多严格。顺便说一句，我认为它不是坏的变体。例如，在 Dynamics/b2Island.cpp：219 （b2Island：：Solve） 中插入对 w 和 v 变量的限制。

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