作者：Matt Thorson（注：配色是蔚蓝哦~ 什么，不是蔚蓝么）

译者注：本文没有配图，可能挺枯燥。要是各位爷有耐性看完了，嘿~ 感觉还挺有帮助，给咱刷个跑车什么的，心里刷就行。给作者多刷几个，大游艇大火箭您随意。

我被问到很多关于TowerFall还有Celeste中物理工作原理的问题。这是个非常简单的系统，不过我花了大概十多年研究基于tile的平台游戏，才整明白。我很久以前写gamemaker的平台游戏（platformer)引擎用过类似的基本概念，从那时候开始，我对它做了很多简化和改进。Celeste和TowerFall的引擎是用c#写的，因此我们有很多出色的功能，像委托（delegates ）、和结构（structs ），这让一切都变得更好。虽然这倒不是啥有突破性的东西，不过我觉着还是写下来好，没准儿会对谁有帮助呢！

（这篇文章本来是关于Towerfall的，在我们做Celeste之前就已经写过。这也适用于Celeste，我更新了一下，这也会对那些以Celeste为参考点的读者更有帮助。）

我们所有的物理都由两个类来处理：Solids和Actors（这里不翻译了，保留原单词比较好）。Solid，当然就是关卡内那些可碰撞的几何体。Actor，就是物理对象，比如玩家、弓箭、怪物、宝箱什么的。一切需要移动并与关卡内几何体产生互动的任何对象都是Actor。该系统有下面这些简单的约束：

• 所有的collider都有轴对齐的边界框（AABBs）（译注：如果这位爷您跟我一样不了解AABB是啥，请看这里）
• 所有collider的位置、宽和高都是整数
• 除了特殊情况外，Actor和Solid永远不会重叠
• Solid之间不会相互作用

Actor基础

咱们先来假设一下，Solid永远不会移动 --- 然后我们要怎样确保不管Actor怎么移动都不与Solid重叠？Actor有一个非常简单的核心API，这个个API有这俩函数：

public void MoveX(float, Action); 
public void MoveY(float, Action);

这俩老哥都将移动量作为float，将碰撞动作回调作为C#委托。Actor对自己的速度、加速度或者重力都没有任何概念。扩展Actor的每个class都会搞定这些，保持追踪它的速度，并在适当的时候传递给这些函数。

咱们来看看MoveX函数：

public void MoveX(float amount, Action onCollide) 
{ 
  xRemainder += amount; 
  int move = Round(xRemainder);   if (move != 0) 
  { 
    xRemainder -= move; 
    int sign = Sign(move);     while (move != 0) 
    { 
      if (!collideAt(solids, Position + new Vector2(sign, 0)) 
      { 
        //旁边没有Solid
        Position.X += sign; 
        move -= sign; 
      } 
      else 
      { 
        //撞上Solid了！
        if (onCollide != null) 
          onCollide(); 
        break; 
      } 
    } 
  } 
}

首先，我们将amount（ 移动量）添加到我们的“remainder”计数器中。由于位置是用整数表示的，所以我们只能以像素为单位移动，不能1/2像素、1/4像素这样移动，因此我们用round函数处理一下remainder，只有move不等于0时候我们处理移动。
现在咱们知道了我们要移动多远，我们只需要每次搞定一个像素就行了。对于每个像素，我们都会提前检查一遍是否有障碍物，如果没有，我们就移动。如果撞到墙了，我们就停止移动，然后调用传入的碰撞委托。
我们为什么要传递碰撞委托？后面再说，基本上，它让我们可以适用相同的MoveX和MoveY函数来完成很多不同类型的移动。这也意味着扩展Actor的类，这样在碰撞的时候我们可以轻松的切换行为。
现在，我们让Actor可以移动了，并且不会与Solid相交 -- 假设Solid不会移动（我们前面说过了，这里我再提一句）

移动Solid的准备

这里有点儿费劲了。这些年来，我看过也写过很多关于移动Solid的有缺陷的实现方法。在我十几岁那会，玩过一些游戏，有些游戏在移动平台物理处理这方面做的非常残暴，我现在终于找到了解决方案，咱们向下看。

public void Move(float, float);

Solid只需要一个移动函数，并且不需要碰撞委托，因为Solid之间不能发生任何碰撞。如果您让Solid往右挪30像素，那甭管旁边杵着几个Solid老铁跟那儿挡着，它都会跟您说，“没毛病，哥肯定给您挪到那儿。”
但是呢，这30像素的漫长道路上，要是有Actor们跟这儿挡道儿，咱就得处理一下子了，因为Solid不能跟Actor重叠啊。
在咱们了解Solid移动函数之前呢，咱先在Actor的API里加点儿东西：

public virtual bool IsRiding(Solid solid); 
public virtual void Squish();

Actor里咱加了个IsRiding，咱就把移动的Solid想象成一匹马，Actor要是站上面了，就是在骑它，IsRiding就用来检测Actor骑没骑它。但是呢，某些Actor吧，可能希望重写这个函数来更改行为，比如在Towerfall中，玩家在抓着Solid的边缘悬挂的时候也能骑Solid，但飞行的怪物就永远不会骑Solid。在Celeste里，Madeline（就是您操控的内个小姑娘）站在Solid上或者贴边儿的时候都会骑。
第二个我们加的东西，就是挤压函数，在两个Solid直接，Actor会被挤压。默认情况下，就是销毁Actor。

开始搬东西

当Solid与Actor交互时，它可以通过两种方式：载客（译注：这个Solid是位的哥，脾气火爆，你要不上车，它就撞您） 或者 推动。要是Actor站Solid上面了，那就被带走，但是要是Solid的移动导致他们重叠了，那Actor就会被推走。重要的一点，推动 优先于 载客 ---- 就是说如果两种情况同时出现了，那就算作是推动。
下面是Solid.Move：

public void Move(float x, float y) 
{ 
  xRemainder += x; 
  yRemainder += y;   int moveX = Round(xRemainder); 
  int moveY = Round(yRemainder);   if (moveX != 0 || moveY != 0) 
  { 
    //遍历关卡中的每个Actor，如果actor.IsRiding为true就添加到list里
    List riding = GetAllRidingActors();        
    //关闭此Solid的碰撞，让通过它移动的Actor不会卡住。
    Collidable = false;     
    if (moveX != 0) 
    { 
      xRemainder -= moveX; 
      Position.X += moveX; 
      if (moveX > 0) 
      { 
        foreach (Actor actor in Level.AllActors) 
        { 
          if (overlapCheck(actor)) 
          { 
            //往右推动
            actor.MoveX(this.Right — actor.Left, actor.Squish); 
          } 
          else if (riding.Contains(actor)) 
          { 
            //往右载客
            actor.MoveX(moveX, null); 
          } 
        } 
      } 
      else 
      { 
        foreach (Actor actor in Level.AllActors) 
        { 
          if (overlapCheck(actor)) 
          { 
            //往左推动 
            actor.MoveX(this.Left — actor.Right, actor.Squish); 
          } 
          else if (riding.Contains(actor)) 
          { 
            //往左载客
            actor.MoveX(moveX, null); 
          } 
        } 
      } 
    }     if (moveY != 0) 
    { 
      //Y轴移动 
      … 
    }     //重新启用此Solid的碰撞
    Collidable = true; 
  } 
}

这块儿咱写了不少代码，哈，所以下面咱得看看都写了啥。

首先，将amount移动量添加到remainder中。Solid共享整数锁定位置的Actor约束，他们必须得使用相同的系统才能知道啥时候要移动。

其次，我们创建了一个在此Solid上的每个Actor的List，也就是我们应该载客的名单（译注：看着没，老哥转行不开出租了，可能是开的大公交，一下上一大堆人）。简单的循环检测一下每个Actor的IsRiding就可以搞定。在实际移动之前执行此操作很重要，因为移动可能会让我们超出IsRiding检测的范围。

第三，咱先暂时关闭此Solid的碰撞。当推动和载着Actor时，咱通过调用Actor.Move函数来解决。我们不想让Actor在移动过程中考虑这个Solid是在推它还是载着它走。

接着，我们一次移动一个轴，并开始解决Actor交互。我们要进行重叠检测来看看我们是否需要推动任何Actor。这里有个要注意的地方，我们要在移动之前进行载客检测，移动之后进行推动检测。

如果发现自己与任何Actor重叠，我们就要推动他们。无论我们是否也随身载着这些Actor，都要优先考虑，因为前面我们说过了，推动的优先级高于载客。如果我们没有推动给定的Actor，那我们就要检测它是不是已经放入我们要载客的Actor列表里了。如果该检测也没有通过，那这个Actor就跟咱无关，咱就甭管它了。

现在，咱们来看看我们推动Actor和载着Actor时的区别。

推动Actor无法获得我们的全部移动量 - 只能推动我们的领先边缘与其最接近边缘之间的像素差。这是为了确保Actor保持与正在执行推动的Solid的侧边平齐。

推动还使用了Actor.Squish回调，回想一下，默认情况下，这会销毁Actor。如果Solid将一个Actor推入另一个Solid中，有些不好的事就要发生，虽然咱们没那么残暴，但是我们不允许重叠啊，咱也只能销毁Actor。看到这里，您可能想尝试其他操作，比如让Actor BLA BLA BLA，您的想法我虽然看不到，不过可能会很有趣吧~ 在Towerfall和Celeste中，根据游戏的玩法，我们有很多不同的处理方式。

载着Actor可以获得全部的平台移动速度，而且没有碰撞回调。这里没有被挤压的危险 --- 就算Actor撞墙了，也没事儿。

就是这样！希望对您有所帮助 :)

（译注：就是这样，这么突然的结束，我缓冲一下啊，翻译文章比写代码画图想系统还累，我就吐个槽，各位爷吉祥。）

（译注2：还没吐完，我想到了小学时代课本上那位网红，他说“人的生命是有限的，可是，为人民服务是无限的，我要把有限的生命，投入到无限的为人民服务之中去。” 这一刻，我体会到了那种修仙的冲动。就让我们在这崇高的名言的洗礼下结束吧，回见了您呐~ 对喽，各位爷别忘了在心里给matt刷大游艇大火箭啊~）

来自DEV的凝视

-H

2020/06/07