Bullet(Cocos2dx)之创建地形

分类： cocos2d-x 物理引擎 2015-01-09 19:45 196人阅读评论(0) 收藏举报

Bullet提供了几个类btBvhTriangleMeshShape，btHeightfieldTerrainShape去创建一些网格图形，首先了解btHeightfieldTerrainShape，通过高度图数据创建一个3D地形。

Astaticmeshthatisoptimisedforanddescribedbythesurfaceofaheightmap.

官网解释：http://bulletphysics.com/Bullet/BulletFull/classbtHeightfieldTerrainShape.html#a90d823ba5f44871a0bcfce0174177223

建议先阅读官网介绍

首先可以下几个效果图

根据高度图数据.raw生成的高度地形图

参数设置HeightfieldInfoinfo(128,128,_heightMapData.getBytes(),PHY_UCHAR,1.6f/uData,-1.f,1.f,btVector3(25.f/uData,25.f/uData));

(uData为_heightMapData的最大值)

自定义数据生成高度地形图(PHY_FLOAT)

参数设置HeightfieldInfoinfo(128,mapData,PHY_FLOAT,btVector3(1.f,1.f));

mapData自定义数据,随机0~1的数据

自定义数据生成高度地形图(PHY_FLOAT)

参数设置HeightfieldInfoinfo(128,PHY_SHORT,1.f));

mapData自定义数据0,1的数据

Bullet自带的Demo中的例子

btHeightfieldTerrainShape有两个构造函数，这里分析较复杂的一个

btHeightfieldTerrainShape(

intheightStickWidth,x轴总宽度

intheightStickLength,z轴总长度

比如width=128,length=64则x轴方向为128,z轴方向为64

constvoid*heightfieldData,高度数据

btScalarheightScale,每个字节*heightScale=实际高度

btScalarminHeight,最小高度

btScalarmaxHeight,最大高度

地形原点=(minHeight+maxHeight)*0.5

intupAxis,方向轴取值0=x,1=y,2=z,决定地形的朝向,类似法向量

PHY_ScalarTypeheightDataType,数据格式3种,PHY_SHORT,PHY_FLOAT

boolflipQuadEdges 方形裁剪

);

举个例子

50*50数据

for(inti=0;i<50;++i)

{

for(intj=0;j<50;++j)

{

heightMap[i*50+j]=j%2;

}

对于heightMap[i*50+j]

1.如果为0,minHeight=0.f,maxHeight=6.f;

最低点正好为-3.f

2.如果为0,maxHeight=12.f;

最低点正好为-6.f

3.如果为0,maxHeight=3.f;

最低点正好为-1.5f

1.如果为2,maxHeight=6.f;

最低点正好为-4.f

2.如果为2,maxHeight=12.f;

最低点正好为-7.f

3.如果为2,maxHeight=3.f;

最低点正好为-2.5f

地形偏移offsetY=-(minHeight+maxHeight);

不推荐minHeight+maxHeight<0,不稳定

heightScale*value(heightfieldData[i])为实际高度

高度计算:

对于PHY_UCHAR

最低点y=offsetY+min(heightfieldData);minY=0

最高点y=offsetY+max(heightfieldData)*heightScale;

对于PHY_SHORT,PHY_FLOAT

最高点y=offsetY+max(heightfieldData)*heightScale;

最低点y=offsetY+min(heightfieldData)*heightScale;

注意：

网格间隔不要过大，过大会出现物体穿过。

自定义数据类型简化参数传递

[cpp] view plain copy

structHeightfieldInfo
{
intheightStickWidth;
intheightStickLength;
void*heightfieldData;
PHY_ScalarTypehdt;
btScalarheightScale;
btScalarminHeight;
btScalarmaxHeight;
intupAxis;
booluseFloatData;
boolflipQuadEdges;
btVector3localScaling;
HeightfieldInfo(intwidth,intlength,void*data,PHY_ScalarTypetype=PHY_SHORT,
btScalarheiScale=1.f,btScalarminHei=0.f,btScalarmaxHei=1.f,
constbtVector3&scale=btVector3(1,1,1),intup=1,
booluseFloat=false,boolfilpQuad=false):
heightStickWidth(width),heightStickLength(length),heightfieldData(data),
heightScale(heiScale),minHeight(minHei),maxHeight(maxHei),
localScaling(scale),upAxis(up),
hdt(type),useFloatData(useFloat),flipQuadEdges(filpQuad)
{}
};

PhysicsWorld3D创建高度地形图

[cpp] view plain copy

btRigidBody*PhysicsWorld3D::addHeightfieldTerrain(constHeightfieldInfo&fieldInfo,constbtVector3&position,constPhysicsMaterial3D&material)
{
CCAssert(material.mass==0.f,"heightfield'smassmustbe0.");
btHeightfieldTerrainShape*heightfieldShape=newbtHeightfieldTerrainShape(
fieldInfo.heightStickWidth,fieldInfo.heightStickLength,fieldInfo.heightfieldData,fieldInfo.heightScale,
fieldInfo.minHeight,fieldInfo.maxHeight,fieldInfo.upAxis,fieldInfo.hdt,fieldInfo.flipQuadEdges);
heightfieldShape->setUseDiamondSubdivision(true);//钻石细分矩形方格会出现对角线
heightfieldShape->setLocalScaling(fieldInfo.localScaling);
autobody=getBody(heightfieldShape,position,material);
_world->addRigidBody(body);
returnbody;
}

下面来介绍btBvhTriangleMeshShape,通过载入三角网格，实现网格形状的物理模拟

http://bulletphysics.com/Bullet/BulletFull/classbtBvhTriangleMeshShape.html

看看效果

地形能够与模型完美的融合在一起,而且即使半径为0.1的球体也不会穿过地形

使用的shape就是btBvhTriangleMeshShape,构造方法有两个

btBvhTriangleMeshShape(

btStridingMeshInterface*meshInterface,//网格接口,存放网格数据

booluseQuantizedAabbCompression,//压缩？只有buildBvh为true才有效

constbtVector3&bvhAabbMin,

constbtVector3&bvhAabbMax,//mesh不可超过bvhaabb包围盒，只有buildBvh为true才有效

boolbuildBvh=true);//优化BVH

btBvhTriangleMeshShape(

btStridingMeshInterface*meshInterface,

booluseQuantizedAabbCompression,

boolbuildBvh=true);

通过导入一个模型的原始三角形数据，就可以建立上图的地形

如何载入模型数据,官网类关系图

提供btTriangleIndexVertexArray,载入网格数据

btTriangleIndexVertexArray(

intnumTriangles,//三角个数

int*triangleIndexBase,//三角形索引数组首地址

inttriangleIndexStride,//每个三角形索引大小=索引类型大小*3

intnumVertices,//顶点个数

btScalar*vertexBase,//顶点数组首地址

intvertexStride); //每个顶点字节=顶点元素*3

既然索引类型为int，就用int

关于原始三角形数据如何得到,

1.可以利用cocos2dx的载入模型函数获取(有待实验)

2.利用Blender或者可以导出模型原始三角数据的软件，直接导出数据

关于Blender一款开源的3D建模软件,官网:http://www.blender.org/,自带游戏引擎，物理引擎就是Bullet

导出三角形数据，Blender有个插件专门导出三角形数据文件后缀名为raw，它是文本格式的,

导出时首先要让模型旋转一定角度,坐标系不是opengl的坐标系，cocos2dx采用的就是opengl的坐标系

raw文件格式非常简单：n行,每行9个浮点数据(描述一个三角形)，每三个浮点为一个顶点

3.自定义格式

。。。。

来实现数据的载入吧

首先读取raw文件，实现一个简单的PhysicsHelper3D

[cpp] view plain copy

#ifndef__PHYSICS_HELPER_3D_H__
#define__PHYSICS_HELPER_3D_H__
#include<cocos2d.h>
USING_NS_CC;
classPhysicsHelper3D
{
public:
staticstd::vector<float>loadRaw(constchar*fileName);
staticboolloadRaw(constchar*fileName,std::vector<float>&verts);
};
#endif//!__PHYSICS_HELPER_3D_H__
#include"PhysicsHelper3D.h"
std::vector<float>PhysicsHelper3D::loadRaw(constchar*fileName)
{
std::vector<float>data;
if(loadRaw(fileName,data))
{
returndata;
}
returnstd::vector<float>(0);
}
boolPhysicsHelper3D::loadRaw(constchar*fileName,std::vector<float>&verts)
{
charline[1024];
floatoneData;
autorawData=FileUtils::getInstance()->getStringFromFile(fileName);//利用cocos2dx载入文件
std::stringstreamss,ssLine;
ss<<rawData;
while(ss.getline(line,1024))//读取一行
{
ssLine<<line;
for(inti=0;i<9;i++)//获取9个浮点数
{
ssLine>>oneData;
verts.push_back(oneData);
}
}
returntrue;
}

并不是很难吧,载入文件办法不好,不过先将就着用吧

[cpp] view plain copy

_indexVertexArrays=newbtTriangleIndexVertexArray(_verts.size()/9,&_verIndices[0],3*sizeof(int),
_verts.size()/3,(btScalar*)&_verts[0],3*sizeof(float));
_meshShape=newbtBvhTriangleMeshShape(_indexVertexArrays,true);
_verts是vector<float>三角形的个数=_verts.size()/9
为了构建方便实现PhysicsMesh3D
#ifndef__PHYSICS_MESH_3D_H__
#define__PHYSICS_MESH_3D_H__
#include"Bullet/btBulletDynamicsCommon.h"
#include"cocos2d.h"
USING_NS_CC;
classPhysicsMesh3D
{
public:
staticPhysicsMesh3D*constuct(constchar*fileName);
voiddestroy();
boolinitWithFile(constchar*fileName);
private:
std::vector<float>_verts;//存放顶点
std::vector<int>_verIndices;//顶点索引
btTriangleIndexVertexArray*_indexVertexArrays;//三角形数据
CC_SYNTHESIZE_READONLY(btBvhTriangleMeshShape*,_meshShape,MeshShape);//shape
};
#endif
CC_SYNTHESIZE_READONLY为cocos2dx提供的宏
boolPhysicsMesh3D::initWithFile(constchar*fileName)
{
_indexVertexArrays=nullptr;
_verts.clear();
_verIndices.clear();
if(PhysicsHelper3D::loadRaw(fileName,_verts))//载入数据
{
_verIndices.resize(_verts.size());//顶点的位置就是索引
for(inti=0;i<_verts.size();++i)
{
_verIndices[i]=i;
}
_indexVertexArrays=newbtTriangleIndexVertexArray(
_verts.size()/9,//三角形个数
&_verIndices[0],//三角数据数组首地址
3*sizeof(int),//一个三角索引大小
_verts.size()/3,//顶点个数
(btScalar*)&_verts[0],//顶点数组首地址
3*sizeof(float));//一个顶点大小
//获取shape
_meshShape=newbtBvhTriangleMeshShape(_indexVertexArrays,true);
returntrue;
}
returnfalse;
}

释放申请的内存

[cpp] view plain copy

voidPhysicsMesh3D::destroy()
{
_verts.clear();
_verIndices.clear();
delete_indexVertexArrays;
deletethis;
}

在PhysicsWorld3D建立一个添加Mesh的方法

[cpp] view plain copy

btRigidBody*addTriangleMesh(PhysicsMesh3D*mesh3D,
constPhysicsMaterial3D&material=PHYSICS_MATERIAL3D_PLANE);
btRigidBody*PhysicsWorld3D::addTriangleMeshShape(PhysicsMesh3D*mesh3D,constbtVector3&position,constPhysicsMaterial3D&material)
{
CCAssert(material.mass==0.f,"body'smassmustbe0.");
autobody=getBody(mesh3D->getMeshShape(),material);
_world->addRigidBody(body);
returnbody;
}

测试

HelloWorld添加变量

[cpp] view plain copy

PhysicsMesh3D*_phyMesh3D;//meshshape

添加网格

[cpp] view plain copy

_phyMesh3D=PhysicsMesh3D::constuct("heightmap.raw");
_world->addTriangleMesh(_phyMesh3D,btVector3(0,0));
//载入plane模型
autospPlane=Sprite3D::create("model/heightmap.c3b");
this->addChild(spPlane);
spPlane->setPosition3D(Vec3(0,0));
spPlane->setRotation3D(Vec3(0,180,0));

onExit()不要忘了

[cpp] view plain copy

_phyMesh3D->destroy();

为了方便测试,实现了一个漫游摄像机,有空讲解一下。

完整源码及资源

github

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