10.2 碰撞检测

虽然说物体之间的碰撞Box2d已经很好地模拟出来了，但还是要了解一下Box2d的碰撞检测，因为在很多时候需要知道碰撞的具体信息。例如，怪物被子弹碰到了，除了被打飞，或者打倒，还需要做很多其他的操作，如把怪物删除，然后增加经验、金币之类的事情，这就需要用到碰撞监听。而在玩CS之类游戏的时候，当把友军伤害选项给屏蔽掉之后，我们发射的子弹只对敌军产生影响，这样的功能就涉及碰撞过滤，本节主要介绍这两项内容。

10.2.1 碰撞监听

Box2d里面使用接触（Contact）来描述碰撞信息，在每次两个物体的AABB出现重叠的时候，Box2d会产生相应的触点，当物体的AABB分离的时候，又会把触点删除。使用World的GetContactList()函数可以获取当前世界所有的接触信息，通过这些接触信息，可以获取到接触的物体以及接触点等信息。但这并不是明智的做法，因为无法捕捉到所有的接触。例如在一次循环中，在很多力的作用下，两个物体短暂地接触了，之后又快速地分开，在接触列表中是不会找到这个接触对象的。并且在每一帧轮询这些接触对象本身也是一个冗余的运算，就像坐公交车，每个站台都问一句XX站到了没？明智的做法是使用接触监听，它会在到达XX站台时自动通知你。

使用监听需要实现一个监听者，叫作接触监听器，名字为b2ContactListener，位于b2WorldCallbacks.h内，可以实现它的几个接触相关的接口。

        ///在两个fixtures开始碰撞的时候回调（当它们开始重叠的时候，只会在step中调用）
        virtual void BeginContact(b2Contact* contact) { B2_NOT_USED(contact); }

        ///在两个fixtures结束碰撞的时候回调（当它们分开的时候，物体被销毁的时候也会调用）
        virtual void EndContact(b2Contact* contact) { B2_NOT_USED(contact); }

        ///在接触更新完成之后调用（碰撞检测发生之后，碰撞冲突处理之前）．此时可以禁用触点，实现
        单面碰撞。例如，是男人就上100层这样的小游戏的楼梯，在玩家跳上去时不发生碰撞，在玩家掉
        落的时候才碰撞。通过禁用触点可以避免此次碰撞处理，并且不会调用到接触处理完成的回调，但
        是可能会在一小段时间内连续收到PreSolve回调
        virtual void PreSolve(b2Contact* contact, const b2Manifold* oldManifold)
        {
            B2_NOT_USED(contact);
            B2_NOT_USED(oldManifold);
        }

        ///在接触被处理完之后调用，这时候物理模拟已经完成，在这里可以获得接触对象碰撞之后产生
        的力量、旋转等信息
        virtual void PostSolve(b2Contact* contact, const b2ContactImpulse* impulse)
        {
            B2_NOT_USED(contact);
            B2_NOT_USED(impulse);
        }

Box2d不允许在碰撞回调中修改物理世界，因为上面可能发生在一个step回调之中，当出现多个对象同时碰撞，会依次处理每两个对象之间的碰撞，而这时候会调用到回调函数，在回调函数中修改了对象，可能会导致其他对象的碰撞结果不正确，假设在回调中释放了对象，还有可能导致程序崩溃。如果需要删除或者做修改，可以将触点信息保存起来，在step完成之后，再来处理。

上面的回调中可以做的修改仅仅是禁用触点，来规避此次碰撞。例如超级玛丽游戏中的单面墙，可以通过判断碰撞的方向来决定是否规避此次碰撞，代码如下。

          virtual void PreSolve(b2Contact* contact, const b2Manifold* oldManifold)
          {
           b2WorldManifold worldManifold;
           contact->GetWorldManifold(&worldManifold);
           if (worldManifold.normal.y > 0.5f)
           {
              contact->SetEnabled(false);
           }
          }

在每次回调都会有一个b2Contact对象被传进来，描述了发生碰撞的两个物体的详细信息，通过GetFixtureA()函数和GetFixtureB()函数可以分别获取这两个物体，但是需要你自己判断这两个物体是什么，可以根据指针来判断，也可以设置UserData，根据UserData来判断。在冲突处理之前的PreSolve回调中，调用b2Contact对象的SetEnabled()函数可以设置是否禁用接触。

最后，在使用的时候，需要用new操作符创建一个这样的监听器对象，通过调用World->SetContactListener(myContactListener)，把它设置给Wold。

10.2.2 碰撞过滤

在创建Fixture的时候，可以通过设置过滤标识，来控制Fixture之间的碰撞过滤，Fixture有两种过滤标识，每个标识都是一个16位的int16变量（相当于短整型），可以表示16种不同类型的碰撞。

        b2Filter()
        {
            categoryBits = 0x0001;      //类别标志位
            maskBits = 0xFFFF;          //遮罩标志位
            groupIndex = 0;             //分组索引
        }

类别标志位定义了Fixture的类别，而遮罩标志位则定义了可以与之发生碰撞的类别，举个例子：

❑ 我是一个公主a = 1。

❑ 我是一个战士b = 2。

❑ 我是一个英雄c = 4。

我是一个公主，那么我的categoryBits |= a，我只能和英雄发生碰撞，那么我的maskBits|= c，这是我的逻辑，那么这个碰撞过滤，还得看英雄愿不愿意和我碰一下，也就是英雄的maskBits & a是否等于0，用一句代码来解释，就是：

        isCollid = A.maskBits & B.categoryBits ! = 0 && A.categoryBits & B.maskBits ! =0

在b2Filter的构造函数中，将categoryBits设置为1，而将maskBits设置为0xFFFF，表示我可以和所有的Fixture发生碰撞，而且所有的Fixture在创建的时候，categoryBits都是1。

那么分组索引是干什么的呢？其用来描述更加复杂的规则。

❑ 当A和B的分组索引相同且为正数，则产生碰撞。

❑ 当A和B的分组索引相同且为负数，则不产生碰撞。

❑ 在其他的情况下，都使用正常的类别/遮罩过滤规则。

简单概括就是，如果是大于0的相同组，则一定碰撞，如果是小于0的相同组，则一定不碰撞。

在使用上面的标志和组无法解决问题的时候，还可以通过触点过滤器来进行碰撞过滤，这有点类似于碰撞监听，继承一个b2ContactFilter对象，然后实现它的碰撞过滤方法，通过在World中调用SetContactFilter()函数，来传入触点过滤器，使其接受触点消息。

      virtual bool ShouldCollide(b2Fixture* fixtureA, b2Fixture* fixtureB);

当这两个Fixture的AABB包围盒发生重叠的时候，就会调用这个回调，这时候它们可能还没有真正发生碰撞，可以通过自己设置的UserData来判断过滤，也可以根据Fixture的过滤标识结合自己定义的规则来判断过滤。如果允许它们发生碰撞，则返回true；否则返回false，让它们直接穿透，不做碰撞处理。另外，在游戏过程中也可以动态地修改Fixture的过滤标识，来达到想要的效果。

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