gjk.c：高效2D碰撞检测算法的C语言实现

gjk.c：高效2D碰撞检测算法的C语言实现

【免费下载链接】gjk.c Gilbert-Johnson-Keerthi (GJK) collision detection algorithm in 200 lines of clean plain C 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/gj/gjk.c

gjk.c是一个基于Gilbert-Johnson-Keerthi算法的2D碰撞检测库，采用纯C语言编写，代码简洁高效，仅需不到200行即可实现复杂的几何体碰撞检测功能。

算法核心原理

GJK算法的核心思想是通过计算两个凸多边形的Minkowski差来判断它们是否相交。在2D空间中，算法构建三角形简单体来检测碰撞，而在3D版本中将构建四面体简单体进行三维碰撞检测。

该算法通过寻找指向最近点的方向向量，如果这个向量位于两个多边形构成的Minkowski差体内，就说明这两个多边形相交。这种方法避免了复杂的数学计算，仅使用基础算术和少量向量运算，使得算法既直观又高效。

项目特点

简洁高效：整个项目仅包含单个C源文件，代码行数少于200行，执行速度快，资源占用少。

无外部依赖：不依赖任何第三方库，可以轻松集成到现有C/C++项目中。

易于理解：即使没有深厚的数学背景，开发者也能够理解算法的基本原理和实现方式。

扩展性强：当前支持2D碰撞检测，未来将扩展到3D和其他维度。

使用方法

该库的使用非常简单，只需要提供两个多边形的顶点数组即可进行碰撞检测。以下是基本的使用示例：

struct _vec2 { float x; float y; };
typedef struct _vec2 vec2;

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    // 定义两个测试多边形
    vec2 vertices1[] = {
        { 4, 11 },
        { 4, 5 },
        { 9, 9 },
    };
    
    vec2 vertices2[] = {
        { 5, 7 },
        { 7, 3 },
        { 10, 2 },
        { 12, 7 },
    };

    size_t count1 = sizeof (vertices1) / sizeof (vec2); // == 3
    size_t count2 = sizeof (vertices2) / sizeof (vec2); // == 4
    
    int collisionDetected = gjk (vertices1, count1, vertices2, count2);
    
    printf (collisionDetected ? "Bodies collide!\n" : "No collision\n");
    return 0;
}

算法工作流程

GJK算法通过计算两个形状的算术差来判断它们是否相交。当两个形状共享一个公共点时，该点减去自身的结果为零。因此，如果在结果中找到零，就说明发生了碰撞。

在实际实现中，算法并不需要计算所有可能的点对差异，而是只检查一小部分重要点，这使得它在保持高精度的同时能够快速运行。

应用场景

游戏开发：检测游戏角色与地形、障碍物之间的碰撞。

机器人导航：在路径规划中避免与障碍物发生碰撞。

数据分析：寻找数值集合的重叠区域。

UI交互：判断鼠标点击区域是否与界面元素重叠。

技术优势

相比传统的包围盒碰撞检测方法，GJK算法更加精确；与复杂的物理引擎相比，它更加轻量级。这种平衡使得gjk.c特别适合对性能有要求的应用场景。

项目采用完全开放的授权方式，开发者可以自由使用、修改和分发，无需担心版权问题。这使得gjk.c成为学习和实际项目开发的理想选择。

通过简单的接口调用，开发者可以快速集成碰撞检测功能到自己的项目中，大大简化了游戏开发和物理模拟中的几何体碰撞处理。

【免费下载链接】gjk.c Gilbert-Johnson-Keerthi (GJK) collision detection algorithm in 200 lines of clean plain C 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/gj/gjk.c