C# 绕圈碰撞以防止它们相互穿过

只是做了一点理论来简化我的问题。。我想知道这样做是否可行或更简单

我正在用C#做一个游戏模拟，机器人用人工智能踢足球。但是需要防止他们相互碰撞，找到准确的碰撞点来更新他们的位置，这样他们就不会相互碰撞

谢谢

这不是重复，因为我在问另一个我正在研究的理论。

好吧，从你的回答来看，你有什么不明白或需要帮助的地方吗？它几乎完全符合你的要求（所以“是的，你可以像这样使用极坐标”）

然而，你对“最后一个已知的没有碰撞的位置”的评论意味着你必须跟踪它们的位置，保持它们最后的良好状态并恢复到它。不确定在这种情况下是否有必要，或者您是否愿意只计算一个新的“最佳匹配”位置

---

嗯，您已经标记了一个答案，但我去整理了一段功能完整的代码，所以您可能仍然可以使用它。：）根据我的评论：

因为它们只是圆，所以只需计算 圆的中心点。如果圆的半径不同，请选择 一个圆，并沿距离一个半径的直线计算点 它的中心

这可能是一个简单的实现。我为它创建了一些非常贫乏的助手类；我完全鼓励扩展它们，使结构真正不可变，所有这些都是很好的jazz，但现在可以用于演示目的

因此，对于助手类：

public struct Point
{
    public double X;
    public double Y;

    public double Distance(Point otherPoint)
    {
        double deltaX = this.X - otherPoint.X;
        double deltaY = this.Y - otherPoint.Y;
        return System.Math.Sqrt(deltaX * deltaX + deltaY * deltaY);
    }

    public override string ToString()
    {
        return String.Format("({0}, {1})", X, Y);
    }
}

public struct Polar
{
    public double Radius;
    public double Angle;

    public double X { get { return Radius * System.Math.Cos(Angle); } }
    public double Y { get { return Radius * System.Math.Sin(Angle); } }

    public Point ToCartesian()
    {
        return new Point() { X = X, Y = Y };
    }
}

public class Circle
{
    public double Radius { get; set; }
    public Point Position { get; set; }
}

我们的肉和土豆课程/方法如下：

public class CollisionResult
{
    public Circle Circle1 { get; private set; }
    public Circle Circle2 { get; private set; }

    public Point Circle1SafeLocation { get; private set; }
    public Point Circle2SafeLocation { get; private set; }

    public Point CollisionLocation { get; private set; }

    public CollisionResult(Circle circle1, Circle circle2)
    {
        this.Circle1 = circle1;
        this.Circle2 = circle2;
    }

    public bool CalculateCollision()
    {
        double distanceFromCentres = Circle1.Position.Distance(Circle2.Position);
        if (distanceFromCentres >= Circle1.Radius + Circle2.Radius)
            return false;

        double angleBetweenCircles = System.Math.Atan2(Circle2.Position.Y - Circle1.Position.Y, Circle2.Position.X - Circle1.Position.X);

        Point midpointBetweenCircles = new Point(){X = (Circle1.Position.X + Circle2.Position.X)/2, Y = (Circle1.Position.Y + Circle2.Position.Y)/2};

        Point circle1Offset = (new Polar() { Radius = Circle1.Radius, Angle = System.Math.PI + angleBetweenCircles }).ToCartesian();
        Point circle2Offset = (new Polar() { Radius = Circle2.Radius, Angle = angleBetweenCircles }).ToCartesian();

        CollisionLocation = midpointBetweenCircles;
        Circle1SafeLocation = new Point(){X = midpointBetweenCircles.X + circle1Offset.X, Y = midpointBetweenCircles.Y + circle1Offset.Y };
        Circle2SafeLocation = new Point(){X = midpointBetweenCircles.X + circle2Offset.X, Y = midpointBetweenCircles.Y + circle2Offset.Y };

        return true;
    }
}

用法可能如下所示：

private void CheckCollision(Circle circle1, Circle circle2)
{
    CollisionResult result = new CollisionResult(circle1, circle2);
    if (result.CalculateCollision())
    {
        Console.WriteLine(String.Format("Collision detected at {0}! Safe location for circle 1: {1}, circle 2: {2}", result.CollisionLocation, result.Circle1SafeLocation, result.Circle2SafeLocation));
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("Did not collide.");
    }
}

var circle1 = new Circle() {Radius = 5, Position = new Point(){X = 0, Y = 0} };
var circle2 = new Circle() {Radius = 5, Position = new Point(){X = 10, Y = 0} };
var circle3 = new Circle() {Radius = 3, Position = new Point(){X = 0, Y = 1} };
var circle4 = new Circle() {Radius = 5, Position = new Point(){X = 3, Y = 7} };

CheckCollision(circle1, circle2);
CheckCollision(circle3, circle4);

产出：

Did not collide.
Collision detected at (1.5, 4)! Safe location for circle 1: (0.158359213500125, 1.31671842700025), circle 2: (3.73606797749979, 8.47213595499958)

我不知道在你的例子中，是否有必要处理计算两个圆的真实交点（它们在两点相交）等的复杂性。很可能这些东西对你来说就足够了。我绝对鼓励健康的单元测试，并在我这里介绍的基础上使课程更合理

值得注意的是，在这种情况下，这取决于您希望在应用程序中对其执行的操作，即当圆重叠时，它只计算它们之间的中点，然后将每个圆从该中点移开各自的半径。因此，根据圆圈的速度和大小，或者它们的移动方式，可能会产生奇怪的结果。例如，如果你有一个10个半径的大圆圈静止不动，那么你把一个1个半径的圆圈扔进去，距离这个大圆圈的中心只有0.5距离，这个大圆圈将移动大约9.75个单位！如果你没有遇到大的重叠情况，那么这可能不是什么大问题。我想这至少会给你一些关于碰撞的信息，然后你想让你的圆圈做出怎样的反应将取决于你。

好吧，从你的答案来看，你有什么不明白或需要帮助的地方吗？它几乎完全符合你的要求（所以“是的，你可以像这样使用极坐标”）

然而，你对“最后一个已知的没有碰撞的位置”的评论意味着你必须跟踪它们的位置，保持它们最后的良好状态并恢复到它。不确定在这种情况下是否有必要，或者您是否愿意只计算一个新的“最佳匹配”位置

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嗯，您已经标记了一个答案，但我去整理了一段功能完整的代码，所以您可能仍然可以使用它。：）根据我的评论：

因为它们只是圆，所以只需计算 圆的中心点。如果圆的半径不同，请选择 一个圆，并沿距离一个半径的直线计算点 它的中心

这可能是一个简单的实现。我为它创建了一些非常贫乏的助手类；我完全鼓励扩展它们，使结构真正不可变，所有这些都是很好的jazz，但现在可以用于演示目的

因此，对于助手类：

public struct Point
{
    public double X;
    public double Y;

    public double Distance(Point otherPoint)
    {
        double deltaX = this.X - otherPoint.X;
        double deltaY = this.Y - otherPoint.Y;
        return System.Math.Sqrt(deltaX * deltaX + deltaY * deltaY);
    }

    public override string ToString()
    {
        return String.Format("({0}, {1})", X, Y);
    }
}

public struct Polar
{
    public double Radius;
    public double Angle;

    public double X { get { return Radius * System.Math.Cos(Angle); } }
    public double Y { get { return Radius * System.Math.Sin(Angle); } }

    public Point ToCartesian()
    {
        return new Point() { X = X, Y = Y };
    }
}

public class Circle
{
    public double Radius { get; set; }
    public Point Position { get; set; }
}

我们的肉和土豆课程/方法如下：

public class CollisionResult
{
    public Circle Circle1 { get; private set; }
    public Circle Circle2 { get; private set; }

    public Point Circle1SafeLocation { get; private set; }
    public Point Circle2SafeLocation { get; private set; }

    public Point CollisionLocation { get; private set; }

    public CollisionResult(Circle circle1, Circle circle2)
    {
        this.Circle1 = circle1;
        this.Circle2 = circle2;
    }

    public bool CalculateCollision()
    {
        double distanceFromCentres = Circle1.Position.Distance(Circle2.Position);
        if (distanceFromCentres >= Circle1.Radius + Circle2.Radius)
            return false;

        double angleBetweenCircles = System.Math.Atan2(Circle2.Position.Y - Circle1.Position.Y, Circle2.Position.X - Circle1.Position.X);

        Point midpointBetweenCircles = new Point(){X = (Circle1.Position.X + Circle2.Position.X)/2, Y = (Circle1.Position.Y + Circle2.Position.Y)/2};

        Point circle1Offset = (new Polar() { Radius = Circle1.Radius, Angle = System.Math.PI + angleBetweenCircles }).ToCartesian();
        Point circle2Offset = (new Polar() { Radius = Circle2.Radius, Angle = angleBetweenCircles }).ToCartesian();

        CollisionLocation = midpointBetweenCircles;
        Circle1SafeLocation = new Point(){X = midpointBetweenCircles.X + circle1Offset.X, Y = midpointBetweenCircles.Y + circle1Offset.Y };
        Circle2SafeLocation = new Point(){X = midpointBetweenCircles.X + circle2Offset.X, Y = midpointBetweenCircles.Y + circle2Offset.Y };

        return true;
    }
}

用法可能如下所示：

private void CheckCollision(Circle circle1, Circle circle2)
{
    CollisionResult result = new CollisionResult(circle1, circle2);
    if (result.CalculateCollision())
    {
        Console.WriteLine(String.Format("Collision detected at {0}! Safe location for circle 1: {1}, circle 2: {2}", result.CollisionLocation, result.Circle1SafeLocation, result.Circle2SafeLocation));
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("Did not collide.");
    }
}

var circle1 = new Circle() {Radius = 5, Position = new Point(){X = 0, Y = 0} };
var circle2 = new Circle() {Radius = 5, Position = new Point(){X = 10, Y = 0} };
var circle3 = new Circle() {Radius = 3, Position = new Point(){X = 0, Y = 1} };
var circle4 = new Circle() {Radius = 5, Position = new Point(){X = 3, Y = 7} };

CheckCollision(circle1, circle2);
CheckCollision(circle3, circle4);

产出：

Did not collide.
Collision detected at (1.5, 4)! Safe location for circle 1: (0.158359213500125, 1.31671842700025), circle 2: (3.73606797749979, 8.47213595499958)

我不知道在你的例子中，是否有必要处理计算两个圆的真实交点（它们在两点相交）等的复杂性。很可能这些东西对你来说就足够了。我绝对鼓励健康的单元测试，并在我这里介绍的基础上使课程更合理

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值得注意的是，在这种情况下，这取决于您希望在应用程序中对其执行的操作，即当圆重叠时，它只计算它们之间的中点，然后将每个圆从该中点移开各自的半径。因此，根据圆圈的速度和大小，或者它们的移动方式，可能会产生奇怪的结果。例如，如果你有一个10个半径的大圆圈静止不动，那么你把一个1个半径的圆圈扔进去，距离这个大圆圈的中心只有0.5距离，这个大圆圈将移动大约9.75个单位！如果你没有遇到大的重叠情况，那么这可能不是什么大问题。我认为，至少这会给你一些关于碰撞的信息，然后你希望你的圆圈如何反应将取决于你。

可能是这样，这对你有帮助：

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本教程由四个部分组成，非常好地解释了二维动力学。

这可能对您有所帮助：

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本教程由四个部分组成，非常好地解释了二维动力学。

查看两个圆是否碰撞的更快方法是不断检查它们的位置。事实上，你必须检查他们中心之间的距离是否小于他们半径的总和

一些“伪代码”可能是：

distanceX = Math.Abs(circle1.X - cirlce2.X);
distanceY = Math.Abs(circle1.Y - cirlce2.Y);
distance = Math.Sqrt(distanceX * distanceX - distanceY * distanceY);

if(distance <= circle1.Radius + circle2.Radius){
   //they're colliding and the point of collision is:
   collisionX = distanceX / 2;
   collisionY = distanceY / 2;

   if(circle1.X < circle2.X)
      collisionX += circle1.X;
   else
      collisionX += circle2.X;

   if(circle1.Y < circle2.Y)
      collisionY += circle1.Y;
   else
      collisionY += circle2.Y;
}

distanceX=Math.Abs（circle1.X-cirlce2.X）；
距离Y=数学值Abs（圆圈1.Y-cirlce2.Y）；
距离=数学.Sqrt(