2D 物理引擎调研及游戏中的应用

Box2D VS Chipmunk2D

这里说的都是 Golang 版本

Box2D : https://github.com/ByteArena/box2d

Chipmunk2D : https://github.com/jakecoffman/cp

功能对比：

功能	Box2D	Chipmunk2D
场景构建	Y	Y
绑定 userdata	Y	Y
墙体	Y	Y
包围盒查询	Y	Y
射线检测	Y	Y
查询算法	A dynamic AABB tree	a bounding box tree
是否并发查询	Y	BBQuery 内部加了 Lock，在提 issue 确认是否可优化
星数	276	234
最后维护时间	4 years ago	2 weeks ago
最后版本	v1.0.2	v2.0.1

关注的功能， 2 个库都有。而 Chipmunk2D 的 Golang 版本，目前还积极维护，因此选择 Chipmunk2D

• Chipmunk2D BBQuery 有全局锁问题，如果没解决，会用 Box2D

绑定 userdata

这样这个场景才能和外部系统深度融合

墙体

墙体属于不占地面面积，又具备碰撞的功能。适合很多游戏中的碰撞玩法需求

包围盒查询

一些玩法如：

• 查询某区域是否被占用
• 查询就区域技能释放对象

都可以通过包围盒查询来实现

射线检测

一些玩法如：

• 是否可以移动
• 射击
• 击中

都可以通过射线检测来实现

场景构建

实际分为静态场景和动态场景

分开主要基于内存考虑：

• 静态场景，服务进程仅持有一份
  • 不需要多次创建时的 CPU 消耗
  • 不需要玩家级别数内存占用
  • 并发安全。因为没有运动中的刚体。协程安全
• 动态场景，玩家特有场景内容

因此包围盒查询、射线检测等，实际会做分别静态场景、动态场景各做一次：

外部系统融合

与场景相关的范围搜索、碰撞检测，理论上自己写也优化不出经典的 2D 物理引擎实作了

它们都是基于 AABB 包围盒的空间搜索优化算法

因此外部系统只要用 userdata 与它们相互绑定，只需要维护 userdata 列表即可

相关玩法调用 2D 物理引擎的接口即可，无论是：

• 物件摆放
• 技能伤害计算
• AOI 内部查询
• 空间范围查询
• 碰撞检测

等等

路线规划

Box2D Chipmunk2D 均不具备寻路功能，因为内部使用 AABB tree 组织数据的，便于高效查询

如果是后端需要经常寻路的玩法（通常非常少），那么需要重新选择引擎了，比如可以选用 recastnavigation