Planck.js物理引擎中的单位系统详解

Planck.js物理引擎中的单位系统详解

planck.js 2D JavaScript Physics Engine 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/pl/planck.js

单位系统的重要性

在物理引擎开发中，单位系统的选择直接影响着模拟的准确性和稳定性。Planck.js作为一款2D物理引擎，采用了一套经过精心调优的单位系统，开发者需要理解这套系统才能充分发挥引擎的性能。

核心单位系统

Planck.js基于MKS（米-千克-秒）单位系统进行设计，这是物理学中最常用的单位制之一。引擎内部的所有计算都基于这套单位系统，包括：

• 长度：米(m)
• 质量：千克(kg)
• 时间：秒(s)
• 角度：弧度(rad)

最佳实践范围

为了获得最佳的物理模拟效果，Planck.js团队建议：

1. 移动物体尺寸：0.1-10米之间

   • 0.1米：大约是一个汤罐的大小
   • 10米：大约是一辆公交车的大小
   • 1米是最理想的尺寸

2. 静态物体尺寸：最长可达50米

3. 角度系统：使用弧度而非角度

常见误区：像素单位

许多开发者习惯使用像素作为单位，这在Planck.js中会导致严重问题：

• 200像素的物体在引擎看来相当于45层楼高(约200米)
• 这种比例失调会导致物理模拟失真
• 可能产生奇怪的物理行为

单位转换方案

当你的游戏或应用使用其他单位系统时，有两种解决方案：

方案一：渲染时缩放（推荐）

• 保持物理引擎使用MKS单位
• 在渲染时进行适当的缩放转换
• 这种方法保持了物理代码的可移植性
• 示例：Planck.js测试床使用视图变换实现

方案二：调整单位比例

• 通过设置Settings.lengthUnitsPerMeter参数
• 计算方式：lengthUnitsPerMeter = 游戏单位数 / 实际米数
• 示例：游戏中汽车高度80单位，实际1.6米，则设置为50(80/1.6)

角度处理注意事项

Planck.js使用弧度存储物体旋转角度，需要注意：

• 角度值可能无限增长
• 当角度值过大时，建议进行归一化处理
• 使用body.setAngle方法可以重置角度

性能优化建议

1. 尽量保持物体尺寸在推荐范围内
2. 避免使用极端大或极端小的数值
3. 静态物体可以稍大，但不宜超过50米
4. 定期检查物体角度是否需要归一化

理解并正确应用这些单位系统原则，将帮助你构建出更加稳定、真实的物理模拟效果。

planck.js 2D JavaScript Physics Engine 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/pl/planck.js