我最近一直在尝试一些绳索物理方法，但发现“标准”解决方案-用一系列由弹簧或关节串在一起的物体制成绳索是不令人满意的。尤其是当绳索摆动与游戏玩法相关时。我并不真正在乎绳索的缠绕或下垂能力（无论如何，这对于视觉效果来说都是伪造的）。
对于游戏而言，重要的是绳索能够环绕环境然后展开。它甚至不必表现得像绳索一样-由直线段组成的“线”就可以了。这是一个例子：
这与蠕虫游戏中的“忍者绳”非常相似。
因为我使用的是2D物理引擎，所以我的环境由2D凸多边形组成。（特别是我在Farseer中使用SAT。）
所以我的问题是：您将如何实现“包装”效果？
似乎很明显，导线将由“分裂”和“接合”的一系列线段组成。移动对象所附着的那条线的最后（活动）线段将是固定长度的关节。
但是，确定活动线段何时和何处需要拆分所涉及的数学/算法是什么？何时需要将其与上一个细分市场合并？
（以前，这个问题也曾询问过如何在动态环境中执行此操作-我决定将其分解为其他问题。）
Answers:
要确定何时拆分绳索，必须查看绳索覆盖每一帧的区域。您要做的是对覆盖区域和关卡几何图形进行碰撞检查。秋千覆盖的区域应为弧形。如果发生碰撞，则需要对绳索进行新的分割。检查与摆动弧相撞的角。如果有多个拐角与摆动弧线发生碰撞，则应选择前一帧中绳索与碰撞点之间的角度最小的那个角。
进行碰撞检测的方法是，对于当前绳索段的根O，上一帧中绳索的末端位置A，当前帧上绳索的末端位置B，以及多边形中每个角点P级别的几何，您可以计算（OA x OP），（OP x OB）和（OA x OB），其中“ x”表示取两个向量之间叉积的Z坐标。如果所有三个结果的负号或正号相同，并且OP的长度小于绳段的长度，则点P在秋千覆盖的区域内，应将绳分开。如果您有多个碰撞角点，则需要使用第一个碰到绳索的角点，这意味着OA和OP之间的角度最小。使用点积确定角度。
至于连接线段，请在上一个线段和当前线段的弧之间进行比较。如果当前段已从左侧向右侧摆动，反之亦然，则应加入这些段。
对于连接线段的数学运算，我们将使用上一个绳索线段的连接点Q以及拆分情况下的连接点。所以现在，您将要比较向量QO，OA和OB。如果（QO x OA）的符号与（QO x OB）的符号不同，则绳索从左到右交叉，反之亦然，因此您应该将线段连接起来。当然，如果绳索摆动180度，也会发生这种情况，因此，如果希望绳索能够缠绕空间中的单个点而不是多边形，则可能需要为此添加特殊情况。
当然，此方法确实假设您对悬挂在绳索上的对象进行碰撞检测，以使它不会落在关卡几何体内部。
自从我玩蠕虫游戏已经有一段时间了，但是根据我的记忆，当绳索缠绕事物时，绳索在任何时候都只有一根（直的）部分在运动。其余的绳子变成静止的
因此，涉及的实际物理学很少。活动部分可以建模为单个刚性弹簧，末端带有质量块
有趣的是将绳索的非活动部分与活动部分分开/接合的逻辑。
我猜想会有2个主要操作：
'裂开'-绳索已相交。在相交处将其拆分为非活动部分和新的较短的活动部分
“连接”-活动的绳索已移至不再存在最近的交叉点的位置（这可能只是简单的角度/点积测试？）。重新加入2个部分，创建一个新的，更长的活动部分
在由2D多边形构成的场景中，所有分割点都应位于碰撞网格的顶点上。碰撞检测可以简化为“如果在此更新中绳索越过顶点，则在该顶点处分裂/接合绳索？
查看如何在Gusanos中使用忍者绳子：
ninjarope.cpp的相关摘录：
void NinjaRope::think()
{
if ( m_length > game.options.ninja_rope_maxLength )
m_length = game.options.ninja_rope_maxLength;
if (!active)
return;
if ( justCreated && m_type->creation )
{
m_type->creation->run(this);
justCreated = false;
}
for ( int i = 0; !deleteMe && i < m_type->repeat; ++i)
{
pos += spd;
BaseVec<long> ipos(pos);
// TODO: Try to attach to worms/objects
Vec diff(m_worm->pos, pos);
float curLen = diff.length();
Vec force(diff * game.options.ninja_rope_pullForce);
if(!game.level.getMaterial( ipos.x, ipos.y ).particle_pass)
{
if(!attached)
{
m_length = 450.f / 16.f - 1.0f;
attached = true;
spd.zero();
if ( m_type->groundCollision )
m_type->groundCollision->run(this);
}
}
else
attached = false;
if(attached)
{
if(curLen > m_length)
{
m_worm->addSpeed(force / curLen);
}
}
else
{
spd.y += m_type->gravity;
if(curLen > m_length)
{
spd -= force / curLen;
}
}
}
}恐怕我无法给您具体的算法，但是我发现只有两件事对检测忍者绳子的碰撞很重要：障碍物上的任何和所有可能碰撞的顶点在最后一个“分割”的半径内，等于该段的剩余长度；以及当前的摆动方向（顺时针或逆时针）。如果您创建了一个从“分割”顶点到每个附近顶点的角度的临时列表，则算法只需要关心段是否要针对任何给定顶点摆动超过该角度。如果是这样，则您需要执行拆分操作，就像做馅饼一样容易-它只是从最后一个拆分顶点到新拆分的一条线，然后计算出新的余数。
我认为只有顶点才重要。如果您有可能撞到障碍物的顶点之间的线段，则应该对挂在绳子末端的家伙进行正常的碰撞检测。换句话说，您的绳子只会“绊”在无论如何，都不会出现弯角，因此之间的线段将无关紧要。
抱歉，我没有什么具体的建议，但是希望从概念上讲，您可以到达这个目标。:)
这是一个帖子，链接到有关类似类型的模拟的论文（在工程/学术环境而不是游戏中）：https : //gamedev.stackexchange.com/a/10350/6398
对于这种“线”模拟，我已经尝试了至少两种不同的方法来进行碰撞检测和响应（如游戏中的Umihara Kawase所示）；至少，我认为这是您所追求的—这类模拟似乎没有特定的术语，我只是倾向于将其称为“线”而不是“绳”，因为这似乎是大多数人认为“绳”是“粒子链”的代名词。而且，如果您希望忍者绳子保持粘性（即它可以推动和拉动），则它更像是一根刚性钢丝，而不是绳索。无论如何..
Pekuja的答案很好，您可以通过求解三个点的有符号区域为0的时间来实现连续碰撞检测。
（我无法完全回忆起OTOH，但是您可以按以下方法进行处理：找到点a包含在通过b，c的直线中的时间t（（我想我是通过求解何时dot（ab，cb）= 0以找到t的值，然后给定有效时间0 <= t <1，找到段bc上a的参数位置s，即a =（1-s）b + s c，如果a在b和c（即0 <= s <= 1）表示有效碰撞。
AFAICR也可以采用另一种方法（即求解s，然后将其插入以找到t），但是它的直观性要差很多。（很抱歉，如果这没有任何意义，我没有时间去整理笔记，已经过去了几年！）
因此，您现在可以计算事件发生的所有时间（即应插入或删除绳索节点）；处理最早的事件（插入或删除节点），然后重复/递归直到t = 0和t = 1之间没有其他事件。
有关此方法的一个警告：如果绳索可以缠绕的对象是动态的（尤其是模拟它们及其对绳索的影响，反之亦然），那么如果这些对象夹住/穿过每个对象，则可能会出现问题。其他-电线可能会缠结。在box2d样式的物理模拟中，要防止这种交互作用/运动（对象的角相互滑过），绝对是具有挑战性的。在这种情况下，对象之间的少量渗透是正常行为。
（至少..这是我的“ wire”实现之一的问题。）
另一种解决方案更稳定，但在某些情况下会错过一些碰撞，它只是使用静态测试（即，不必担心按时间排序，只需在发现碰撞时递归细分每个碰撞段即可），可以坚固得多-导线不会在角落缠结，并且少量的穿透就可以了。
我认为Pekuja的方法也适用于此，但是还有其他方法。我使用的一种方法是添加辅助碰撞数据：在世界上的每个凸顶点v（即绳索可以缠绕的形状的角）处，添加一个点u形成有向线段uv，其中u是一些点“在角落内”（即，在世界内部，在“ v”之后；要计算u，您可以沿v的内插法线从v向内投射光线，并在v之后或在光线与世界的边缘相交之前停止一段距离，退出实心区域。或者，您也可以使用可视工具/关卡编辑器手动将线段绘制到世界中。
无论如何，您现在有了一组“角线段” uv；对于导线中的每个uv和每个段ab，检查ab和uv是否相交（即静态，布尔线段-线段交点查询）；如果是这样，则递归（将线段ab分成av和vb，即插入v），记录绳索在v处弯曲的方向。然后对于导线中的每对相邻线段ab，bc，测试当前的弯曲方向是否在b处与生成b时相同（所有这些“弯曲方向”测试都只是有符号区域测试）；如果不是，则将两个段合并为ac（即删除b）。
或者，也许我合并然后拆分了，但我忘了-但它确实可以至少在两种可能的顺序之一中起作用！:)
给定当前帧计算的所有线段，然后可以模拟两个线端点之间的距离约束（甚至可以包含内部点，即线与世界之间的接触点，但这要涉及更多点）。
无论如何，希望这会有所帮助...我链接的帖子中的论文也应该给您一些想法。
一种解决方法是将绳索建模为通过弹簧连接的可碰撞粒子。（相当僵硬的，甚至可能像骨头一样）。颗粒与环境碰撞，确保绳索缠绕物品。
这是一个带有源的演示：http : //www.ewjordan.com/rgbDemo/
（在第一层上移到右边，有一条红色的绳子可以与之互动）