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我没有使用任何引擎，而是尝试使用 verlet 整数来构建我自己的软体动力学。我制作了一个由 4x4 点定义的立方体，其形状保持如下：

我的盒子的结构

我的点与场景的边缘发生碰撞，它似乎工作正常。虽然我确实遇到了一些点本身塌陷的情况，它会产生凹痕而不是保持其盒子形状。例如，如果它的速度足够高并且它降落在它的角落，它往往会崩溃：

在此处输入图像描述

解决碰撞时，我一定是做错了什么或有问题。这是我的处理方式。它是用 Javascript 编写的，尽管语言无关紧要，请随时用任何语言回复：

sim = function() {
    // Sim all points.
    for (let i = 0; i < this.points.length; i++) { 
        this.points[i].sim();
    }

    // Keep in bounds.
    let border = 100;

    for (let i = 0; i < this.points.length; i++) { 
        let p = this.points[i];

        let vx = p.pos.x - p.oldPos.x;
        let vy = p.pos.y - p.oldPos.y;

        if (p.pos.y > height - border) {
         // Bottom screen
         p.pos.y = height - border;
         p.oldPos.y = p.pos.y + vy;
        } else if (p.pos.y < 0 + border) {
         // Top screen
         p.pos.y = 0 + border;
         p.oldPos.y = p.pos.y + vy;
        }

        if (p.pos.x < 0 + border) {
         // Left screen
         p.pos.x = 0 + border;
         p.oldPos.x = p.pos.x + vx;
        } else if (p.pos.x > width - border) {
         // Right screen
         p.pos.x = width - border;
         p.oldPos.x = p.pos.x + vx;
        }  
    }

    // Sim its segments.
    let timesteps = 20;

    for (let ts = 0; ts < timesteps; ts++) {
        for (let i = 0; i < this.segments.length; i++) { 
            this.segments[i].sim();
        }
    }
}

如果我需要发布任何其他详细信息，请告诉我。

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1 回答 1

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这可能在物理或游戏开发交流中得到更好的回答（并且可能已经如此），但我会试一试，因为很高兴重新审视这些东西......

Verlet 集成即使不是物理上准确的方法，也是一种非常稳定的方法，但这里的问题不是集成方法，或者据我所知你做错了什么；它是模拟的类型：质量聚合物理（根据动态约束构建几何），这非常好且简单:) 但有一些固有的缺陷和限制，而这个特殊问题是模拟类型所固有的。

首先，仔细查看折叠框中约束的排列——它们与最初的约束一样有效。尽管个别约束可能不那么满足，但结合起来，它们之间仍然处于局部平衡 - 没有任何东西迫使它们形成它们原来的排列。

其次，外力（与固定平面的碰撞）是最初克服约束力的原因。即使约束在压缩时按比例响应无穷大 - 模拟永远无法匹配现实，因为它一次工作一帧而不是连续的，并且帧越长错误越多。

为了更可靠地保持形状，需要更明确的角度约束，这通常涉及四元数 - 这些比距离约束更难实现，一旦你拥有它们，无论如何你将在实现刚体物理的道路上走得很远. 但是有一些方法可以缓解：

1.使用更小的间隔

一般来说，所有后验模拟和数值积分都有一些固有的不稳定性。虽然不同的积分方法（例如verlet）可以缓解这种情况，但通常间隔越小稳定性越好。仅此一项将使约束有更多机会抵抗外力，但也会增加最大稳定约束刚度。

这可能需要您进一步优化引擎。此外，请确保您没有将渲染步骤与模拟耦合，您希望能够以模拟间隔的倍数进行渲染，这允许您更快地运行模拟以获得稳定性，而不会不必要地渲染比有用的更多帧，因为它会只是减慢模拟速度。

2.尝试更稳定的形状

对于你的盒子形状，看看当你在远顶点之间添加更多约束时会发生什么，它将为形状增加更多的全局稳定性。

人们使用质量聚合物理制作的一种常见形状是多边形，因为它可以直接使它们高度互连（有点像自行车车轮，但每个辐条点都连接到其他每个辐条点）。事实上，类似辐条的设计是最稳定的设计之一，但是一旦你对它有了直觉，你通常可以将相同的原理应用于更不规则的形状。

3. 不同类型的约束

四元数不是唯一可能有助于保留配置的约束，主要问题不是没有保持明确的角度；而是当点被迫通过相对于它们的兄弟姐妹的某个位置时，它们的距离约束翻转并开始反向工作 - 使它们保持在那一侧。

可以有许多不同的方法来解决这个问题，而不需要像四元数这样复杂的东西 - 事实上，如果我想出任何东西，我会考虑一下并编辑这篇文章，自从我上次探索质量聚合物理学以来，我有了更多的弹药。 ..

于 2018-07-26T21:05:28.327 回答