关于C/C++游戏引擎如何判断碰撞(以SDL2为例)

Version:alpha 2.4

Information:

代码摘自我自己的一个项目的一段代码

本文是类似日记形式，可以帮助需要的人，我在未来也会回来看（忘了时）

2022.3.18时我还只是12岁，许多公式不知道，故引用了网上许多博主的代码，原博客地址在注释内有所体现

这是建立在SDL2上的游戏引擎，这很低级，大佬勿喷

//精灵定义
class Spirit {
   
   
public:
    void SetPicture(SDL_Texture* image);
    void SetHitBox(const vector<SDL_LFPoint> hit_box);
    void SetDirection(double direction);
    void SetSize(double sz);
    void SetBaseDirection(double _basedir);
    double GetSize();
    void Move(double speed);
    void Update();
    void SetPostion(SDL_LFPoint pos);
    void SetRotatePoint(SDL_LFPoint pos);
    vector<SDL_LFPoint> GetHitBox();
    SDL_Texture* GetPicture();
    double GetDirection();
    SDL_LFPoint GetPos();
    bool Spirit::IsHitWith(const vector<SDL_LFPoint>);
    SDL_LFPoint GetRotatePoint();
    SDL_LFPoint GetPostion();
protected:
    vector<SDL_LFPoint> hitBox;
    vector<SDL_LFPoint> rotateHitBox;
    SDL_LFPoint place, rotatePoint;
    SDL_Texture* picture;
    double dir, basedir; //0~360
    double size = 1.0;//x0 ~ inf
};

以下是一些你可能需要的明白的东西

首先，我们使一个精灵的碰撞箱是一个多边形用"vector<SDL_LFPoint>"来存

(注:如果一个多边形是vector<SDL_LFPoint> poly, 则poly[x]与poly[(x + 1) % poly.size()]连边)

那么你就看懂了bool Spirit::IsHitWith(const vector<SDL_LFPoint> box);的定义，两个多边形碰撞箱是否碰撞

Spirit::rotateHitBox是经过旋转处理(SetDirection())后的碰撞箱

那么我们如下处理:

1.如果两个多边形有边重叠，则它们一定相交

2.如果一条直线向任意方向延伸出一条射线，则如果与另一多边形的交点个数为奇数则一个在另一个里边(如果刚好交点在顶点，则要去掉一次，不然就会多一次)

3.否则不相交

注:这适用于任意多边形（包括凹多边形）

这里使用了qq_41726230::is_intersect()来自https://blog.youkuaiyun.com/qq_41726230/article/details/105037871

和自己推的HitPoint2Line()

SDL_LFPoint HitPoint2Line(SDL_LFPoint a1, SDL_LFPoint b1, SDL_LFPoint a2, SDL_LFPoint b2) {
   
   
    /*
     * y=ax+b
     * x1 y1 x2 y2
     * y1=ax1+b
     * y2=ax2+b
     * y1-y2=a(x1-x2)
     * a=(y1-y2)/(x1-x2)
     * b=y1-a*x1
     */
    double fa1 = (a1.y - b1.y) / (a1.x - b1.x);
    double fa2 = a1.y - fa1 * a1.x;
    double fb1 = (a2.y - b2.y) / (a2.x - b2.x);
    double fb2 = a2.y - fb1 * a2.x;
    /*
     * y=fa1*x+fa2
     * y=fb1*x+fb2
     * x*(fa1-fb1)+(fa2-fb2)=0
     * x*(fa1-fb1)=fb2-fa2
     * x=(fb2-fa2)/(fa1-fb1)
    */
    double x = (fb2 - fa2) / (fa1 - fb1);
    double y = fa1 * x + fa2;
    return {
   
    x, y };
}

bool Spirit::IsHitWith(const vector<SDL_LFPoint> box) {
   
   
	if (box.empty() || this->hitBox.empty()) return false;
	for (int i = 0; i < this->hitBox.size(); i++) {
   
   
		qq_41726230::line la(
			this->rotateHitBox[i].x * this->size + this->place.x, this->rotateHitBox[i].y * this->size + this->place.y,
			this->rotateHitBox[i == this->rotateHitBox.size() - 1 ? 0 : i + 1].x * this->size + this->place.x,
			this->rotateHitBox[i == this->rotateHitBox.size() - 1 ? 0 : i + 1].y * this->size + this->place.y
		);
		for (int j = 0; j < box.size(); j++) {
   
   
			qq_41726230::line lb(
				box[j].x, box[j].y,
				box[j == box.size() - 1 ? 0 : j + 1].x,
				box[j == box.size() - 1 ? 0 : j + 1].y
			);
			if (qq_41726230::is_intersect(la, lb)) {
   
   
				return true;
			}
		}
	}

	//判断我是不是在他里面
	qq_41726230::line l1(this->rotateHitBox[0].x * this->size + this->place.x, this->rotateHitBox[0].y * this->size + this->place.y, -100, -100);
	int cnt[1] = {
   
   };
	for (int j = 0; j < box.size(); j++) {
   
   
		qq_41726230::line lb(
			box[j].x, box[j].y,
			box[j == box.size() - 1 ? 0 : j + 1].x,
			box[j == box.size() - 1 ? 0 : j + 1].y
		);
		int a = 0, b = 0;
		if (qq_41726230::is_intersect(l1, lb)) cnt[0]++;
		auto pos = HitPoint2Line({
   
    l1.xa, l1.ya }, {
   
    l1.xb, l1.yb }, {
   
    lb.xa, lb.ya }, {
   
    lb.xb, lb.yb });
		if (pos.x == lb.xa && pos.y == lb.ya) {
   
   
			cnt[0]--;
		}
	}
	if (cnt[0] & 1) {
   
   
		return true;
	}
	//判断他是不是在我里面
	cnt[0] = 0;
	qq_41726230::line l6(box[0].x, box[0].y, -100, -100);
	for (int i = 0; i < this->hitBox.size(); i++) {
   
   
		qq_41726230::line la(
			this->rotateHitBox[i].x * this->size + this->place.x, this->rotateHitBox[i].y * this->size + this->place.y,
			this->rotateHitBox[i == this->rotateHitBox.