精通Cocos2d-x游戏开发（进阶卷）
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9.4 Body和Shape

Body表示在物理世界中的一个对象，往往也对应游戏世界中的一个对象，物体具有位置、角度、质量、速度等属性，每个刚体都包含一个形状列表，这意味着一个刚体可以由很多个形状组成，如由两个圆形加一个长方形组成一个哑铃，刚体总共可以分为静态、动态以及动力学3种。

❑ 静态刚体永远不会移动，不管其他刚体以多大的力量推动它，它总是岿然不动，也不会与其他静态刚体碰撞。

❑ 动态刚体表示场景中可以运动的对象，可以和任何刚体发生碰撞。撞到动力学刚体和撞到静态刚体都会被弹开，撞到动态刚体，会互相作用，也就是可能互相弹开，或者其中一个撞飞另外一个。

❑ 动力学刚体可以移动，但不受任何力的影响，动态刚体对其施加的力，或者ApplyForce对其施加的力都无效，和静态刚体不会发生碰撞，动力学刚体之间，也不会发生碰撞，但是动力学刚体的运动，可以对动态刚体产生力的作用。

9.4.1 刚体的碰撞

在笔者的测试代码中，一个向上移动的动力学刚体，碰到动态刚体，会将动态刚体往上顶起，碰到其他的动力学刚体，会穿过，而碰到静态刚体，也是直接穿过！动力学刚体并不会和静态刚体发生碰撞！当地面上有个动态刚体时，这时候一个动力学刚体从正上方往下运动，会将动态刚体缓缓压入地面。

由于动力学刚体不受力或冲量的作用，所以只能通过Body->SetLinearVelocity设置线性速度或者关节的马达驱动，来使其移动。如图9-2～图9-4演示了动力学刚体与各种刚体碰撞时的表现。

图9-2 动力学刚体和动力学刚体互相穿透

图9-3 动力学刚体和动态刚体互相碰撞

图9-4 动力学刚体和静态刚体互相穿透

如表9-1总结了各种刚体的碰撞情况，如果读者觉得动力学刚体难以理解，可以想一想在超级玛丽等游戏中可以跳上去的那些来回移动的平台，它可以托着游戏者移动，但却可以不受游戏者的影响。现实生活中的电梯也勉强可以理解为动力学刚体。

表9-1 各种刚体的碰撞情况

在游戏中经常会碰到一些单面墙壁，例如，是男人就上100层这样的游戏中，游戏者从下往上跳时可以穿过平台，而从上往下掉落时却会被平台挡住，这就需要使用到Box2d的碰撞监听了。当监听到碰撞事件时，判断角色运动的方向是向上还是向下，根据判断的结果来决定是否禁用此次碰撞。

9.4.2 创建刚体

要创建一个Body需要传入一个物体的定义，b2BodyDef是一个内容丰富的结构，其默认构造函数如下，一般在填充完刚体描述对象的type和position之后，就会调用World的CreateBody接口来创建一个新的Body。

        b2BodyDef()
        {
            userData = NULL;                    //默认没有额外数据
            position.Set(0.0f, 0.0f);           //默认的位置和旋转角度
            angle = 0.0f;
            linearVelocity.Set(0.0f, 0.0f);     //线性加速度和角速度等
            angularVelocity = 0.0f;
            linearDamping = 0.0f;
            angularDamping = 0.0f;
            allowSleep = true;
            awake = true;                       //一开始就是醒着的状态
            fixedRotation = false;
            bullet = false;                     //当物体需要在高速运动中进行碰撞，开启它
            type = b2_staticBody;               //默认是一个静态物体
            active = true;
            gravityScale = 1.0f;
        }

刚体的大致结构如图9-5所示，每个刚体都会有其对应的一些形状，在Box2d中通过Fixture来描述这些形状，以及它们的密度、摩擦、弹性等。

图9-5 刚体的组成

使用Body的CreateFixture可以为刚体设置一个新的形状，也可以为刚体设置很多形状，通过Body的SetGravityScale还可以设置刚体的重力缩放，某些物体可以让其不受重力的影响。

物体的摩擦系数是一个0～1之间的数，0表示非常光滑，1表示非常粗糙。物体的弹性系数（恢复系数）也是一个0～1之间的数，0表示没有弹性，1表示没有能量损失的反弹。密度也是一个必须要设置的数据，假设将密度设置为0，物体仍然会往下掉落，但是没有任何重量的物体堆叠起来就会变成如图9-6所示。

图9-6 密度为0的堆箱子

在Box2d里可以创建的形状包含Circle圆形、Edge边界线、Polygon多边形以及Chain链条。多边形是一个闭合的多边形，而Chain是一系列点，可以理解为一个不闭合的多边形。形状主要是用于物理模拟中的碰撞检测，在创建完Body之后，对Body进行设置。下面看一下如何创建多边形。

        b2CircleShape circle;                   //圆形
        circle.m_radius = 1.0f;                 //半径为1

        b2EdgeShape edge;
        edge.Set(b2Vec2(-100.0f, 0.0f),         //创建一条平行于x轴的边
            b2Vec2(100.0f, 0.0f))

        b2PolygonShape polygon;                 //创建一个封闭的多边形
        polygon.SetAsBox(5.0f, 5.0f);           //创建一个长和宽都为10的正方形

        b2ChainShape shape;                     //链形
        b2Vec2* arr = new b2Vec2[5];
        arr[0] = b2Vec2(0.0f, 0.0f);
        arr[1] = b2Vec2(10.0f, 10.0f);
        arr[2] = b2Vec2(20.0f, 0.0f);
        arr[3] = b2Vec2(30.0f, 10.0f);
        arr[4] = b2Vec2(40.0f, 0.0f);           //数组描述了一个’W’形状
        shape.CreateChain(arr, 5);              //传入一系列点来确定形状
        delete[] arr;

在创建闭合多边形的时候，也可以使用Set()函数，像Chain一样，传入一个顶点数组来创建形状，在为Body创建Fixture时，将shape对象的指针赋值给b2FixtureDef对象的shape变量即可。

上面的Edge常用于创建世界的边界，其确实很适合做这个工作，而且做得要比Polygon要好。至于Chain，感觉像是一系列连续的Edge。

SetAsBox是个很好用的接口，可以节省代码，需要注意的一点是，传入的参数是宽和高的一半，函数会以当前位置为中心，创建一个四边形。

填充好Shape数据之后，需要把它赋给对应的Fixture，同时为Fixture填充弹性、摩擦力、质量之类的属性。最后调用Body的CreateFixture，绑定到刚体之上。

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