低帧率碰撞检测

Question

我不知道碰撞检测算法，但我正在尝试在 Python 中的粒子系统中进行碰撞以用于教育目的。

我现在检测碰撞的方式似乎非常低效。 可能是最慢的算法：

• 循环遍历我的粒子列表中的所有粒子（由半径定义的圆）（通过 for 循环），调用当前粒子p
• 在每次迭代中，将p与所有其他粒子进行比较（另一个 for 循环）
• 检测碰撞

使用上述方法，当粒子计数高且 FPS 低时，我的某些粒子甚至无法检测到碰撞。 有没有办法在我当前的方法中防止这种情况发生，或者我是否必须实现另一种更有效的方法（这可能是要走的路）？

Answer 1

提高效率的常用技术是将所有对象放在某种空间分区数据结构中，以将对的数量限制为接近 O(n) 而不是 O(n^2)，这就是您现在拥有的。 四叉树和 kd 树是两个候选者。 这些树中的节点代表空间区域。 只需要检查包含在同一区域中或与同一区域相交的对象对。

为了避免错过碰撞，比较点是不够的。 相反，检查每个粒子从前一个位置到当前位置的线段的交点。 因此，您需要一个“边缘” 四叉树或kd-tree 。

要考虑的另一件事是是构建一个空间分区并在帧之间更新它，还是为每一帧从头开始重建分区。 前者要复杂得多，可能不会带来更好的速度。 先试试后者。