JS/HTML5游戲常用算法之碰撞檢測(cè) 像素檢測(cè)算法實(shí)例詳解

更新時(shí)間：2018年12月12日 14:10:34 作者：krapnik

這篇文章主要介紹了JS/HTML5游戲常用算法之碰撞檢測(cè) 像素檢測(cè)算法,結(jié)合實(shí)例形式詳細(xì)分析了javascript像素檢測(cè)碰撞算法的原理、實(shí)現(xiàn)步驟及相關(guān)操作技巧,需要的朋友可以參考下

本文實(shí)例講述了JS/HTML5游戲常用算法之碰撞檢測(cè) 像素檢測(cè)算法。分享給大家供大家參考，具體如下：

使用像素碰撞檢測(cè)法算是最精確的算法了，當(dāng)然，帶來(lái)的代價(jià)也是比較明顯的，那就是效率上的低下。除非是在極為特殊的情況下，要求使用非常精確的碰撞，否則，一般情況下在游戲中是不建議使用這種算法，特別是在運(yùn)行效率不太高的HTML5游戲中。

一般來(lái)說(shuō)在使用像素碰撞檢測(cè)之前會(huì)使用AABB矩形包圍盒先檢測(cè)兩個(gè)精靈是否有碰撞，如果AABB包圍盒檢測(cè)沒(méi)有碰撞，那一定是沒(méi)有碰撞到，反之，則不一定，需要進(jìn)一步進(jìn)行像素檢測(cè)。如下圖所示，很明顯，雖然兩個(gè)精靈的包圍盒發(fā)生了碰撞，但兩個(gè)精靈本身沒(méi)有發(fā)生碰撞，所以在這種精靈的形狀極為不規(guī)則的情況下，除非使用多邊形包圍盒，并且需要多邊形和精靈的形狀極為接近，才能夠獲取好的效果，而且，別忘了，多邊形只適合凸多邊形的情況。

這樣，我們就只能采用像素檢測(cè)算法達(dá)到精確檢測(cè)的目的。接下來(lái)，先來(lái)看看像素碰撞的原理，首先，我們知道所有的精靈都是由像素點(diǎn)組成，而在canvas的像素?cái)?shù)據(jù)中每個(gè)點(diǎn)都是由RGBA四個(gè)數(shù)據(jù)組成。如果某個(gè)點(diǎn)的A（alpha值，透明度）為0則表示該點(diǎn)是透明的，比如在圖6-19中兩個(gè)精靈的空白部分的點(diǎn)的A值為0。如果兩個(gè)精靈發(fā)生碰撞，則表示兩個(gè)精靈有像素點(diǎn)發(fā)生了重疊，即兩個(gè)精靈的像素點(diǎn)坐標(biāo)相同，如下圖所示。

根據(jù)這個(gè)原理，基本上我們可以采取以下步驟來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。

（1）選擇需要檢測(cè)的兩個(gè)精靈。

（2）先檢測(cè)兩個(gè)精靈是否發(fā)生包圍盒碰撞，如果沒(méi)有則退出，否則獲取兩個(gè)矩形的相交區(qū)域，并繼續(xù)。

（3）把一個(gè)精靈繪制到和游戲屏幕等大的空白的后臺(tái)緩沖區(qū)中，獲取緩沖區(qū)中在相交區(qū)域的像素?cái)?shù)據(jù)。

（4）清除后臺(tái)緩沖區(qū)。

（5）對(duì)另一個(gè)精靈進(jìn)行步驟3的操作。

（6）得到兩個(gè)精靈在同一個(gè)相交矩形的像素?cái)?shù)據(jù)后，循環(huán)比較每一個(gè)像素點(diǎn)，如果兩個(gè)精靈在同一位置的透明度不都是0，則表示兩個(gè)精靈有相交，退出循環(huán)，返回真。

需要注意的一點(diǎn)是，在第3步獲取相交區(qū)域的像素?cái)?shù)據(jù)中，需要在后臺(tái)另外的一個(gè)和游戲屏幕等大的空白區(qū)域中繪制，而不能直接獲取游戲畫(huà)面中的相交區(qū)域，因?yàn)閮蓚€(gè)精靈在相交區(qū)域中的像素已經(jīng)發(fā)生了重疊【包圍盒】。

由以上的算法可以看出，在進(jìn)行像素檢測(cè)的時(shí)候，需要另外一個(gè)緩沖區(qū)，把需要檢測(cè)的精靈繪制一次，需要清空緩沖區(qū)，最后還要使用一個(gè)for循環(huán)檢測(cè)像素。如果相交區(qū)域?yàn)?00×100個(gè)像素點(diǎn)，則最壞的情況需要循環(huán)10 000 次，由此看來(lái)，這真不是一個(gè)省時(shí)的工作。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
 <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=0">
 <meta charset="UTF-8">
 <title>盒包圍碰撞算法-像素檢測(cè)算法</title>
 <style>
  #stage {
   border: 1px solid lightgray;
  }
 </style>
</head>
<body>
<h1>包圍盒是否碰撞：<span class="hitTestBox">否</span></h1>
<h1>像素檢測(cè)是否碰撞：<span class="hitTestPixel">否</span></h1>
<canvas id="stage"></canvas>
<img src="./images/penguin.png" alt="penguinImg" id="penguinImg" style="display:none" />
<img src="./images/giraffe.png" alt="giraffeImg" id="giraffeImg" style="display:none" />
</body>
<script>
 window.onload = function () {
  var stage = document.querySelector('#stage'),
   ctx = stage.getContext('2d');
  stage.width = 600;
  stage.height = 600;
  //創(chuàng)建后臺(tái)canvas
  var bC = document.createElement("canvas");
  bC.width = stage.width;
  bC.height = stage.height;
  var backBuf = bC.getContext("2d");
  var penguin = document.querySelector('#penguinImg'),giraffe = document.querySelector('#giraffeImg');
  var penguinImg = {
   x:stage.width/2,
   y:stage.height/2,
   r:128,
   data:null
  },giraffeImg = {
   x:100,
   y:100,
   r:128,
   data:null
  };
  function drawImageBox(img,x,y,width,height){
   ctx.beginPath();
   ctx.rect(x,y,width,height);
   ctx.stroke();
   ctx.drawImage(img,x,y,width,height);
  }
  //緩存畫(huà)布繪制方法
  function drawImageBC(img,x,y,width,height){
   backBuf.clearRect(0,0,stage.width,stage.height);
   backBuf.save();
   backBuf.drawImage(img,x,y,width,height);
   backBuf.restore();
  }
  //獲取兩個(gè)矩形相交區(qū)域
  function getInRect(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4) {
   return [Math.max(x1,x3),Math.max(y1,y3),Math.min(x2,x4),Math.min(y2,y4)];
  }
  document.onkeydown = function (event) {
   var e = event || window.event || arguments.callee.caller.arguments[0];
   //根據(jù)地圖數(shù)組碰撞將測(cè)
   switch (e.keyCode) {
    case 37:
     console.log("Left");
     if (penguinImg.x > 0) {
      penguinImg.x -= 2;
     }
     break;
    case 38:
     console.log("Top");
     if (penguinImg.y > 0) {
      penguinImg.y -= 2;
     }
     break;
    case 39:
     console.log("Right");
     if (penguinImg.x < stage.width) {
      penguinImg.x += 2;
     }
     break;
    case 40:
     console.log("Bottom");
     if (penguinImg.y < stage.height) {
      penguinImg.y += 2;
     }
     break;
    default:
     return false;
   }
  };
  stage.addEventListener('click', function (event) {
   var x = event.clientX - stage.getBoundingClientRect().left;
   var y = event.clientY - stage.getBoundingClientRect().top;
   penguinImg.x = x;
   penguinImg.y = y;
  });
  function update() {
   ctx.clearRect(0, 0, 600, 600);
   drawImageBox(giraffe,giraffeImg.x,giraffeImg.y,giraffeImg.r,giraffeImg.r);
   drawImageBox(penguin,penguinImg.x,penguinImg.y,penguinImg.r,penguinImg.r);
   document.querySelector('.hitTestBox').innerHTML = "否";
   document.querySelector('.hitTestPixel').innerHTML = "否";
   var rect = getInRect(giraffeImg.x,giraffeImg.y,giraffeImg.x+giraffeImg.r,giraffeImg.y+giraffeImg.r,penguinImg.x,penguinImg.y,penguinImg.x+penguinImg.r,penguinImg.y+penguinImg.r)
   //如果沒(méi)有相交則退出
   if(rect[0]>=rect[2]||rect[1]>=rect[3]) {
   } else{
    document.querySelector('.hitTestBox').innerHTML = "是";
    giraffeImg.data = null;
    penguinImg.data = null;
    //獲取精靈在相交矩形像素?cái)?shù)據(jù)
    drawImageBC(giraffe,giraffeImg.x,giraffeImg.y,giraffeImg.r,giraffeImg.r);
    giraffeImg.data = backBuf.getImageData(rect[0],rect[1],rect[2],rect[3]).data;
    drawImageBC(penguin,penguinImg.x,penguinImg.y,penguinImg.r,penguinImg.r);
    penguinImg.data = backBuf.getImageData(rect[0],rect[1],rect[2],rect[3]).data;
    for(var i=3;i<giraffeImg.data.length;i+=4)
    {
     if(giraffeImg.data[i]>0&&penguinImg.data[i]>0){
      document.querySelector('.hitTestPixel').innerHTML = "是";
     }
    }
   }
   requestAnimationFrame(update);
  }
  update();
 };
</script>
</html>

感興趣的朋友可以使用在線HTML/CSS/JavaScript代碼運(yùn)行工具：http://tools.jb51.net/code/HtmlJsRun測(cè)試運(yùn)行上述代碼，觀察運(yùn)行效果。

github地址：https://github.com/krapnikkk/JS-gameMathematics

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希望本文所述對(duì)大家JavaScript程序設(shè)計(jì)有所幫助。

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