材质 × 碰撞：Threejs 物理引擎的双重魔法

材质

在物理引擎中，材质(Material)用于描述物体的物理属性，例如摩擦力、弹性等。

const material = new CANNON.Material("materialName");

CANNON.Material： 物理材质，用于模拟物体之间的摩擦力、弹性等物理属性。

materialName： 材质的名称，用于标识材质。

摩擦

摩擦力是物体在接触时产生的阻力，可以模拟物体之间的摩擦力。

const material = new CANNON.Material("materialName");
material.friction = 0.5;

friction： 摩擦力，取值范围为 0 到 1，值越大，摩擦力越大。

//平面和立方体同样的摩擦系数
const physicsMaterial = new CANNON.Material("physicsMaterial");
//设置摩擦力
physicsMaterial.friction = 0.5;

const planeMaterial = new CANNON.Material("planeMaterial");
//设置摩擦力
planeMaterial.friction = 0.5;

const planeBody = new CANNON.Body({
  mass: 0,
  shape: new CANNON.Plane(),
  material: planeMaterial,
});

const boxBody = new CANNON.Body({
  mass: 1,
  shape: new CANNON.Box(new CANNON.Vec3(1, 1, 1)),
  material: physicsMaterial,
});

反弹

弹性是物体在碰撞时产生的反弹力，可以模拟物体之间的弹性。

const material = new CANNON.Material("materialName");
material.restitution = 0.5;

restitution： 弹性，取值范围为 0 到 1，值越大，弹性越大。

//平面和立方体同样的弹性系数
const physicsMaterial = new CANNON.Material("physicsMaterial");
//设置弹性
physicsMaterial.restitution = 1;

const planeMaterial = new CANNON.Material("planeMaterial");
//设置弹性
planeMaterial.restitution = 1;

const planeBody = new CANNON.Body({
  mass: 0,
  shape: new CANNON.Plane(),
  material: planeMaterial,
});

const boxBody = new CANNON.Body({
  mass: 1,
  shape: new CANNON.Box(new CANNON.Vec3(1, 1, 1)),
  material: physicsMaterial,
});

接触材质

接触材质用于描述物体之间的接触属性，例如摩擦力、弹性等。

const physicsMaterial = new CANNON.Material("physicsMaterial");
const planeMaterial = new CANNON.Material("planeMaterial");

const contactMaterial = new CANNON.ContactMaterial(physicsMaterial, planeMaterial, {
  friction: 0.5,
  restitution: 0.5,
});
world.addContactMaterial(contactMaterial);

ContactMaterial()： 接触材质，用于描述物体之间的接触属性。

• 第一个参数：第一个物体的材质。
• 第二个参数：第二个物体的材质。
• 第三个参数：一个对象，包含摩擦力、弹性等属性。

world.addContactMaterial()： 将接触材质添加到物理世界中。

注意： 物体设置的材质效果会优先覆盖接触材质的效果。

碰撞

碰撞是物体在接触时产生的力，可以模拟物体之间的碰撞。

//创建物理立方体
const boxBody = new CANNON.Body({
  mass: 1,
  shape: new CANNON.Box(new CANNON.Vec3(0.5, 0.5, 0.5)),
  position: new CANNON.Vec3(-2, 0.5, 0),
  material: physicsMaterial,
});
//创建物理球体
const sphereBody = new CANNON.Body({
  mass: 1,
  shape: new CANNON.Sphere(0.5),
  position: new CANNON.Vec3(0, 0.5, 0),
  material: physicsMaterial,
});
//创建物理圆柱体
const cylinderBody = new CANNON.Body({
  mass: 1,
  shape: new CANNON.Cylinder(0.5, 0.5, 1, 32),
  position: new CANNON.Vec3(2, 0.5, 0),
  material: physicsMaterial,
});

world.add(boxBody);
world.add(sphereBody);
world.add(cylinderBody);

//设置立方体初速度
boxBody.velocity.set(2, 0, 0);

CANNON.Box()： 创建一个立方体形状。

CANNON.Sphere()： 创建一个球体形状。

CANNON.Cylinder()： 创建一个圆柱体形状。

velocity： 设置物体的初速度。

碰撞组

碰撞组用于描述物体之间的碰撞关系，例如物体之间的碰撞是否产生效果。

//设置碰撞组，立方体可以和球体、圆柱体碰撞，球体可以和立方体碰撞，圆柱体可以和立方体碰撞
groundBody.collisionFilterGroup = 1;
boxBody.collisionFilterGroup = 2;
sphereBody.collisionFilterGroup = 4;
cylinderBody.collisionFilterGroup = 8;
groundBody.collisionFilterMask = 2 | 4 | 8;
boxBody.collisionFilterMask = 1 | 4 | 8;
sphereBody.collisionFilterMask = 1 | 2;
cylinderBody.collisionFilterMask = 1 | 2;

//第二种写法
const GROUP1 = 1;
const GROUP2 = 2;
const GROUP3 = 4;
const GROUP4 = 8;

//地面
const groundBody = new CANNON.Body({
  mass: 0,
  shape: new CANNON.Plane(),
  collisionFilterGroup: GROUP1,
  collisionFilterMask: GROUP2 | GROUP3 | GROUP4,
});

//立方体
const boxBody = new CANNON.Body({
  mass: 1,
  shape: new CANNON.Box(new CANNON.Vec3(1, 1, 1)),
  collisionFilterGroup: GROUP2,
  collisionFilterMask: GROUP1 | GROUP3 | GROUP4,
});

//球体
const sphereBody = new CANNON.Body({
  mass: 1,
  shape: new CANNON.Sphere(1),
  collisionFilterGroup: GROUP3,
  collisionFilterMask: GROUP1 | GROUP2,
});

//圆柱体
const cylinderBody = new CANNON.Body({
  mass: 1,
  shape: new CANNON.Cylinder(1, 1, 1, 32),
  collisionFilterGroup: GROUP4,
  collisionFilterMask: GROUP1 | GROUP2,
});

collisionFilterGroup： 碰撞组，用于描述物体之间的碰撞关系。

collisionFilterMask： 碰撞掩码，用于描述物体之间的碰撞关系。

注意： 碰撞组与碰撞掩码的值是 2 的幂，可以通过位运算符进行组合。所以这里的四组碰撞组分别是 1、2、4、8。

碰撞事件

碰撞事件用于描述物体之间的碰撞，例如碰撞时的位置、速度等。

boxBody.addEventListener("collide", (e) => {
  console.log("碰撞事件", e);
  console.log("撞击速度", e.contact.getImpactVelocityAlongNormal());
});

addEventListener()： 添加碰撞事件监听器。

• collide：碰撞事件。

e： 碰撞事件对象。

• contact：碰撞接触对象。
• body：碰撞物体对象。
• target：碰撞目标对象。

getImpactVelocityAlongNormal()： 获取撞击速度。

书洞笔记