JavaScript游戏开发_物理引擎碰撞检测算法

轴对齐包围盒（AABB）通过判断矩形在x、y轴是否重叠实现高效碰撞检测，适用于不旋转的2D物体；2. 圆形碰撞检测利用圆心距离与半径和的关系，适合球形或旋转物体；3. 分离轴定理（SAT）用于多边形碰撞，精度高但实现复杂；4. 实际应用中需结合空间分区、分层检测等优化策略提升性能。

在JavaScript游戏开发中，物理引擎的碰撞检测是实现真实交互的核心部分。没有准确的碰撞检测，角色会穿墙、子弹打不中目标、平台跳跃失去意义。要让游戏“感觉对”，必须理解并合理运用碰撞检测算法。

轴对齐包围盒（AABB）检测

最基础也最常用的碰撞检测方法是AABB（Axis-Aligned Bounding Box），即判断两个矩形是否重叠。适用于大多数2D游戏中的物体碰撞，比如平台跳跃、方块消除等。

实现原理很简单：两个矩形在x轴和y轴上都发生重叠时，才算碰撞。

function aabbCollision(rect1, rect2) {
  return rect1.x < rect2.x + rect2.width &&
         rect1.x + rect1.width > rect2.x &&
         rect1.y < rect2.y + rect2.height &&
         rect1.y + rect1.height > rect2.y;
}
  

这个方法计算快，适合高频调用。但只适用于不旋转的矩形。如果物体旋转了，就需要更复杂的包围盒或使用其他方法。

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圆形碰撞检测

当游戏对象是球体或近似圆形时，用圆-圆碰撞检测更自然。原理是计算两个圆心之间的距离是否小于两半径之和。

相比AABB，它对角度不敏感，适合处理旋转或移动中的球形物体，比如弹珠、粒子爆炸等效果。

function circleCollision(c1, c2) {
  const dx = c1.x - c2.x;
  const dy = c1.y - c2.y;
  const distance = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);
  return distance < c1.radius + c2.radius;
}
  

为了提升性能，可以避免开平方，直接比较距离的平方：

distance² < (r₁ + r₂)²

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分离轴定理（SAT）

当需要检测任意多边形之间的碰撞，比如斜坡、三角障碍物或不规则形状时，SAT（Separating Axis Theorem）是更高级的选择。

核心思想是：如果存在一条轴，使得两个图形在该轴上的投影不重叠，那么它们就没有碰撞。反之，若所有可能的轴上投影都重叠，则发生碰撞。

适用于支持旋转的多边形碰撞，常用于精细的物理模拟，比如《愤怒的小鸟》中的木块碰撞。

实现复杂度较高，需遍历每个边的法线作为投影轴，并计算顶点投影区间。但精度高，配合最小位移向量还能实现自动分离。

优化与实际应用建议

在真实项目中，不可能每帧检测所有对象之间的碰撞。随着物体数量增加，检测次数呈平方增长（n²），会严重拖慢性能。

常用优化手段包括：

• 使用空间分区，如网格（Grid）、四叉树（Quadtree），只检测相邻区域内的物体
• 先做粗略检测（如AABB或圆形包围），再对可能碰撞的对象进行精细检测
• 为不同类型对象设置碰撞层和掩码，避免无意义的检测（比如友方子弹不检测友方单位）

成熟的JavaScript物理引擎如Matter.js、Box2D.js已经内置了这些算法和优化策略。开发时不必从零造轮子，但理解底层原理有助于调试和定制行为。

基本上就这些。掌握AABB和圆形检测足以应付多数2D游戏，遇到复杂形状再引入SAT。关键是根据游戏类型选择合适的方法，在性能和精度之间取得平衡。

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