"你这箱子怎么像在太空飘似的？"我才意识到没有物理引擎的游戏就像没加调料的泡面——能填肚子但总差点意思。今天就带大家从零搭建一个会"呼吸"的物理系统。
从碰撞开始聊起
记得小时候玩弹珠吗？两个玻璃球相撞时清脆的"叮"声，就是物理引擎最直接的体现。咱们先来实现这个效果。
画个圈圈检测碰撞
用圆形作为基础碰撞体最合适不过。假设有两个物体：
- 物体A：位置(3,5)，半径2
- 物体B：位置(7,5)，半径1.5
检测碰撞只需要一行公式：
距离 = sqrt( (x2-x1)^2 + (y2-y1)^2 )用代码写就是：
float distance = Vector2.Distance(objA.position, objB.position);bool isColliding = distance< (objA.radius + objB.radius);
当方块遇到圆球
实际游戏更多用轴对齐矩形（AABB）。检测矩形与圆形碰撞时：
- 找出矩形离圆最近的点
- 计算该点到圆心的距离
- 与半径比较
| 碰撞体类型 | 计算速度 | 适用场景 |
| 圆形 | 快 | 球类、粒子 |
| AABB | 较快 | 箱子、平台 |
碰撞后的烟火气
两物体碰撞后不能只是检测到就完事，得让它们有真实反应。这里需要点初中物理知识：
动量守恒小把戏
假设两个弹性球碰撞，它们的速度变化遵守：
m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'用代码实现时记得要：
- 先计算碰撞法线方向
- 分解速度到法线和切线分量
- 只处理法线方向的动量交换
当物体卡进墙里
新手常遇到物体嵌入地面的问题。解决方法叫位置修正：
float penetrationDepth = (radiusA + radiusB)distance;Vector2 correction = normal (penetrationDepth / (1/massA + 1/massB));positionA += correction (1/massA);positionB -= correction (1/massB);
让世界动起来
还记得《愤怒的小鸟》里抛物线的美妙弧线吗？现在我们来创造这种运动感。
速度与加速度的共舞
每个游戏帧需要做：
- 应用重力：velocity.y += gravity deltaTime
- 处理输入：velocity.x = inputX moveSpeed
- 更新位置：position += velocity deltaTime
摩擦力的魔法
给地面加点摩擦力让物体自然停下：
float friction = 0.9f; // 摩擦系数velocity.x = Mathf.Pow(friction, deltaTime60);
注意斜坡要沿表面方向计算摩擦力，就像滑雪时斜坡角度影响滑行速度。
性能优化小妙招
当场景有1000个物体时，两两检测碰撞需要百万次计算！试试这些优化：
空间划分艺术
把屏幕分成网格，只检测相邻格子里的物体。就像图书馆把书分门别类摆放，找书时不用跑遍整个场馆。
四叉树的妙用
动态调整空间划分密度，像俄罗斯套娃一样层层细分：
- 最大深度设为4层
- 单个节点超过5个物体就分裂
- 合并时机的阈值设为3个物体
最近在《游戏编程精粹》里看到个技巧：给每个物体设运动预测球，把未来几帧的位置变化考虑进去，能减少漏检。
给物理加点料
基本系统完成后，可以添加些让游戏更有趣的特性：
弹簧的快乐
实现吊桥效果只需要胡克定律：
F = -k xVector2 displacement = obj.positionanchorPoint;Vector2 springForce = -springStiffness displacement;obj.ApplyForce(springForce);
流体的诱惑
模拟水流可以用简化版的阻力公式：
F = 0.5 density velocity² area dragCoefficient记得给浮力加上阿基米德原理：
float submergedVolume = CalculateSubmergedPortion(obj);Vector2 buoyancy = fluidDensity submergedVolume gravity;
现在试着把你的游戏角色扔进水里，看看会不会像木头一样浮起来吧！调试阶段可能会看到物体在水里疯狂抖动，这时候需要适当增加阻尼系数。
窗外的天色渐暗，屏幕上的小方块们正在优雅地碰撞滚动。保存好工程文件，明天再给它们加上会弹跳的布娃娃效果。泡面已经凉了，但心里暖暖的——这大概就是创造的快乐吧。
