这次就不用物理链条了，换一种方式实现。
回顾
在 物理挖洞-优化篇 和 物理挖洞-实现篇 中介绍了一种用多边形链条组件(cc.PhysicsChainCollider)实现物理挖洞的方法。这次打算用多边形碰撞组件(cc.PhysicsPolygonCollider)去实现物理挖洞。
建议先看前两篇的讲解，有助于更快理解这篇文章。
效果预览
实现步骤
整体思路是，先用 Clipper 去计算多边形，接着用 poly2tri 将多边形分割成多个三角形，最后用多边形刚体填充。
引入第三方库
Clipper
Clipper 是一个强大的用于多边形布尔运算库。前往下面这个地址下载，并作为插件导入 creator 。
http://jsclipper.sourceforge.net
为什么这次不用 物理挖洞-实现篇 中的 PolyBool 呢？
经测试发现 Clipper 的效率会比 PolyBool 高，并且 Clipper 内置了一个方法可以明确知道哪些多边形是洞。
poly2tri
poly2tri 是一个把多边形分割成三角形的库。下载地址如下：
https://github.com/r3mi/poly2tri.js
poly2tri 的使用有一些要注意的，大致就是不能有重复的点，不能有相交的形状。
初始化准备
先在场景中添加一个物理节点，一个绘图组件(用来画图)。
接着把物理引擎打开，监听触摸事件。
// onLoad() {
// 多点触控关闭
cc.macro.ENABLE_MULTI_TOUCH = false;
cc.director.getPhysicsManager().enabled = true;
this.node_dirty.on(cc.Node.EventType.TOUCH_START, this._touchMove, this);
this.node_dirty.on(cc.Node.EventType.TOUCH_MOVE, this._touchMove, this);
// }
扩展多边形碰撞的组件
为了方便管理多边形碰撞组件，新建一个脚本 PhysicsPolygonColliderEx.ts。
初始化
因为物理碰撞体需要物理刚体，我们可以加一些限制，并把这个菜单指向物理碰撞体的菜单中。
const { ccclass, property, menu, requireComponent } = cc._decorator;
@ccclass
@menu("i18n:MAIN_MENU.component.physics/Collider/PolygonEX-lamyoung.com")
@requireComponent(cc.RigidBody)
export default class PhysicsPolygonColliderEx extends cc.Component {
}
我们就可以在刚体节点中添加这个插件脚本了。
既然要用到多边形碰撞体，就定义一个多边形碰撞体数组。
private _physicsPolygonColliders: cc.PhysicsPolygonCollider[] = [];
因为 Clipper 中计算的结构是 {X,Y}。
所以加个变量记录多边形顶点信息。
private _polys: { X: number, Y: number }[][] = [];
因为不同的库用的数据结构不同，所以添加两个转换方法。
private _convertVecArrayToClipperPath(poly: cc.Vec2[]) {
return poly.map((p) => { return { X: p.x, Y: p.y } });
}
private _convertClipperPathToPoly2triPoint(poly: { X: number, Y: number }[]) {
return poly.map((p) => { return new poly2tri.Point(p.X, p.Y) });
}
加一个初始化数据的接口。
init(polys: cc.Vec2[][]) {
this._polys = polys.map((v) => { return this._convertVecArrayToClipperPath(v) });
}
计算多边形
参考 Clipper 中的使用例子，写一个多边形差集调用。
//polyDifference(poly: cc.Vec2[]) {
const cpr = new ClipperLib.Clipper();
const subj_paths = this._polys;
const clip_paths = [this._convertVecArrayToClipperPath(poly)]
cpr.AddPaths(subj_paths, ClipperLib.PolyType.ptSubject, true);
cpr.AddPaths(clip_paths, ClipperLib.PolyType.ptClip, true);
const subject_fillType = ClipperLib.PolyFillType.pftEvenOdd;
const clip_fillType = ClipperLib.PolyFillType.pftEvenOdd;
const solution_polytree = new ClipperLib.PolyTree();
cpr.Execute(ClipperLib.ClipType.ctDifference, solution_polytree, subject_fillType, clip_fillType);
const solution_expolygons = ClipperLib.JS.PolyTreeToExPolygons(solution_polytree);
this._polys = ClipperLib.Clipper.PolyTreeToPaths(solution_polytree);
分割多边形并添加刚体
参考 poly2tri 中的使用，写一个多边形分割成三角形的调用。记得要把上面返回的数据转成 poly2tri 中可以使用的数据格式。
// polyDifference(poly: cc.Vec2[]) {
let _physicsPolygonColliders_count = 0;
for (const expolygon of solution_expolygons) {
const countor = this._convertClipperPathToPoly2triPoint(expolygon.outer);
const swctx = new poly2tri.SweepContext(countor);
const holes = expolygon.holes.map(h => { return this._convertClipperPathToPoly2triPoint(h) });
swctx.addHoles(holes);
swctx.triangulate();
const triangles = swctx.getTriangles();
// 逐一处理三角形...
}
然后再逐一处理分割好的三角形，修改 cc.PhysicsPolygonCollider 的 points 属性。
// 逐一处理三角形...
for (const tri of triangles) {
let c = this._physicsPolygonColliders[_physicsPolygonColliders_count];
if (!c) {
//没有的话就创建
c = this.addComponent(cc.PhysicsPolygonCollider);
c.friction = 0;
c.restitution = 0;
this._physicsPolygonColliders[_physicsPolygonColliders_count] = c;
}
c.points = tri.getPoints().map((v, i) => {
return cc.v2(v.x, v.y)
});
c.apply();
_physicsPolygonColliders_count++;
}
// 剩余不要用的多边形清空。
this._physicsPolygonColliders.slice(_physicsPolygonColliders_count).forEach((v => {
if (v.points.length) {
v.points.length = 0;
v.apply();
}
}));
绘制泥土
只要在遍历三角形的时候逐点画线就行了。
if (i === 0) ctx.moveTo(v.x, v.y);
else ctx.lineTo(v.x, v.y);
添加命令队列
为了不让每帧计算量过多，添加一个命令队列。
private _commands: { name: string, params: any[] }[] = [];
pushCommand(name: string, params: any[]) {
this._commands.push({ name, params });
}
在每次更新的时候，取出几个命令去执行。
lateUpdate(dt: number) {
if (this._commands.length) {
// 每帧执行命令队列
for (let index = 0; index < 2; index++) {
const cmd = this._commands.shift();
if (cmd)
this[cmd.name](...cmd.params);
else
break;
}
}
}
涂抹地形
整体思路和 物理挖洞-优化篇 和 物理挖洞-实现篇 差不多。不清楚的话，可以回看这两篇文章。
这次不同的是，加了一个涂抹步长控制，当涂抹间隔太小的时候，就参与不计算。
private _touchStartPos: cc.Vec2;
private _touchStart(touch: cc.Touch) {
this._touchStartPos = undefined;
this._touchMove(touch);
}
private _touchMove(touch: cc.Touch) {
const regions: cc.Vec2[] = [];
const pos = this.graphics.node.convertToNodeSpaceAR(touch.getLocation());
const count = DIG_FRAGMENT;
if (!this._touchStartPos) {
// 画一个圆（其实是多边形）
for (let index = 0; index < count; index++) {
const r = 2 * Math.PI * index / count;
const x = pos.x + DIG_RADIUS * Math.cos(r);
const y = pos.y + DIG_RADIUS * Math.sin(r);
regions.push(this._optimizePoint([x, y]));
}
this._touchStartPos = pos;
} else {
const delta = pos.sub(this._touchStartPos);
// 手指移动的距离太小的话忽略
if (delta.lengthSqr() > 25) {
// 这里是合并成一个顺滑的图形 详细上一篇文章
const startPos = this._touchStartPos;
for (let index = 0; index < count; index++) {
const r = 2 * Math.PI * index / count;
let vec_x = DIG_RADIUS * Math.cos(r);
let vec_y = DIG_RADIUS * Math.sin(r);
let x, y;
if (delta.dot(cc.v2(vec_x, vec_y)) > 0) {
x = pos.x + vec_x;
y = pos.y + vec_y;
} else {
x = startPos.x + vec_x;
y = startPos.y + vec_y;
}
regions.push(this._optimizePoint([x, y]));
}
this._touchStartPos = pos;
}
}
if (regions.length)
this.polyEx.pushCommand('polyDifference', [regions, this.graphics]);
}
private _touchEnd(touch: cc.Touch) {
this._touchStartPos = undefined;
}
挖洞新方案遇到的坑
专业挖坑，从未停止。与群内小伙伴讨论后，发现一些坑和可优化的点。。。
填充纹理
之前是使用 cc.graphic 作图的，可能有小伙伴需要填充好看的纹理。
这时，可以巧用 cc.mask 中的 _graphic。
可以清楚的看到， mask 的裁剪实质上是由一个 graphic 作图实现的。
所以我们上面的 graphic 组件可以替换成 mask 中的 _graphic。在该节点添加一个 cc.mask 组件即可。
在代码中获取一下这个这个 graphic，原来的逻辑不变。
this.graphics = this.node_dirty.getComponent(cc.Mask)['_graphics'];
准备一张 256x256 的图片(一定要是2的n次幂)，设置为 repeat 模式。并将这个张图片放在 mask 节点下，铺满界面。
看看效果怎么样。
奇怪的 bug
有群友(感谢@两年)反馈，滑动时有概率出现刚体消失。
仔细琢磨后，发现是 poly2tri 这个库有些限制。用 clipper 计算的结果还要加一层处理。
先看第一个报错。
大概是说有自交的多边形。
我也没办法呀，这结果是 clipper 算出来的。
还好，clipper 官方文档翻了一阵。找到一个可以用的。
https://sourceforge.net/p/jsclipper/wiki/documentation/
加一个参数，可以实现严格简单的多边形(但是效率更低)。
const cpr = new ClipperLib.Clipper(ClipperLib.Clipper.ioStrictlySimple);
再看另一种情况下的报错。
这个大概是说，出现了共线不支持。
经过我细心分析(日志大法)，发现是 clipper 计算的结果中的 holes 和 outer 之间有重复的点时候，就会产生错误。
可惜这次没在文档中找到相应的方法处理。
只好自己写一个方法，计算后再过滤一下这些重复的节点。
private _convertClipperPathToPoly2triPoint(poly: { X: number, Y: number }[], exclude: poly2tri.Point[] = []): poly2tri.Point[] {
const newPos: poly2tri.Point[] = [];
poly.forEach((p, i) => {
const p_now = new poly2tri.Point(p.X, p.Y)
const isIn = exclude.some((e_p) => {
if (e_p.equals(p_now)) {
return true;
}
})
if (!isIn) {
newPos.push(p_now);
exclude.push(p_now);
}
})
if (newPos.length > 2)
return newPos;
else
return [];
}
最后，发给热心群(859642112)友，测试后，暂时没出现这个问题了。
其他
加了这些优化，是否会增加了计算量？是否会产生新的卡顿？
每次绘制一个三角形，效率会不会更低？能否直接绘制多边形？减少绘制次数？
如果初始多边形比较大，是否可以分割成几个多边形，分区域划分计算？减少大量多边形计算。
是否可以需要把库拆解？只选取自己需要的部分？根据算法重新设计？这样就不需要转格式了。
…
这些问题，就交给大家去思考了吧！挖洞挖坑，填坑，就像不停歇的球，永不停歇。
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小结
以上为白玉无冰使用 Cocos Creator v2.3.3 开发"物理挖洞之多边形碰撞体的实现"的技术分享。如果对你有点帮助，欢迎分享给身边的朋友。
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