JavaScript怎么实现碰撞物理引擎

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# JavaScript怎么实现碰撞物理引擎 ## 目录 1. [引言](#引言) 2. [物理引擎基础概念](#物理引擎基础概念) 3. [JavaScript实现物理引擎的核心要素](#javascript实现物理引擎的核心要素) 4. [碰撞检测算法](#碰撞检测算法) 5. [碰撞响应与物理模拟](#碰撞响应与物理模拟) 6. [性能优化技巧](#性能优化技巧) 7. [完整引擎实现示例](#完整引擎实现示例) 8. [实际应用案例](#实际应用案例) 9. [进阶话题](#进阶话题) 10. [总结与资源](#总结与资源) --- ## 引言 物理引擎是现代游戏和交互式应用的核心组件，JavaScript作为Web平台的主要语言，完全有能力实现2D甚至3D的碰撞物理引擎... --- ## 物理引擎基础概念 ### 1.1 刚体动力学 刚体是指在运动中和受力作用后，形状和大小不变，而且内部各点的相对位置不变的物体... ```typescript class RigidBody { constructor(position, mass) { this.position = position; this.velocity = Vector2.zero; this.force = Vector2.zero; this.mass = mass; } } 

1.2 碰撞检测基本原理

• 分离轴定理(SAT)
• 包围盒技术(AABB, OBB)
• 空间划分算法

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JavaScript实现物理引擎的核心要素

2.1 向量数学实现

class Vector2 { constructor(x, y) { this.x = x || 0; this.y = y || 0; } add(v) { return new Vector2(this.x + v.x, this.y + v.y); } // 其他向量运算方法... } 

2.2 物理属性系统

• 质量/密度
• 摩擦力
• 弹性系数

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碰撞检测算法（详细展开约3000字）

3.1 AABB碰撞检测

function checkAABBCollision(box1, box2) { return box1.x < box2.x + box2.width && box1.x + box1.width > box2.x && box1.y < box2.y + box2.height && box1.y + box1.height > box2.y; } 

3.2 圆形碰撞检测

3.3 多边形碰撞检测(SAT实现)

3.4 空间优化算法

• 四叉树
• 空间哈希

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碰撞响应与物理模拟（详细展开约4000字）

4.1 冲量与动量守恒

function resolveCollision(body1, body2, normal, depth) { // 计算相对速度 const relativeVelocity = body2.velocity.subtract(body1.velocity); const velocityAlongNormal = relativeVelocity.dot(normal); // 不处理分离物体 if (velocityAlongNormal > 0) return; // 计算冲量 const restitution = Math.min(body1.restitution, body2.restitution); let j = -(1 + restitution) * velocityAlongNormal; j /= body1.invMass + body2.invMass; // 应用冲量 const impulse = normal.multiply(j); body1.velocity = body1.velocity.subtract(impulse.multiply(body1.invMass)); body2.velocity = body2.velocity.add(impulse.multiply(body2.invMass)); } 

4.2 摩擦力模拟

4.3 关节与约束

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性能优化技巧（约2000字）

5.1 时间步长管理

const fixedTimeStep = 1/60; let accumulator = 0; function gameLoop(dt) { accumulator += dt; while (accumulator >= fixedTimeStep) { physicsEngine.update(fixedTimeStep); accumulator -= fixedTimeStep; } render(); } 

5.2 垃圾回收优化

5.3 Web Workers并行计算

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完整引擎实现示例（约5000字）

6.1 引擎架构设计

class PhysicsEngine { constructor() { this.bodies = []; this.collisionPairs = []; } addBody(body) { this.bodies.push(body); } update(dt) { this.detectCollisions(); this.resolveCollisions(); this.integrate(dt); } } 

6.2 完整代码实现

（此处展开详细实现）

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实际应用案例（约2000字）

7.1 2D平台游戏实现

7.2 物理沙盒应用

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进阶话题（约1500字）

8.1 3D物理扩展

8.2 软体物理

8.3 流体模拟基础

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总结与资源

学习资源推荐

• Box2D.js
• Matter.js源码分析
• 《游戏物理引擎开发》

完整项目参考

[GitHub仓库链接] “`

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