JS/HTML5游戏常用算法之追踪算法实例详解
本文实例讲述了js/html5游戏常用算法之追踪算法。分享给大家供大家参考,具体如下:
追踪算法在动作游戏中非常常见,从很早的游戏《吃豆人》到大型的街机机战类游戏,到处可见追踪效果的身影。一个好的追踪算法将会大大提高游戏的可玩性和玩家的兴趣。
【简单算法】
先来看一个简单的跟踪算法,如下图所示,假设在canvas坐标系中存在物体a和b,物体a将把b作为追踪目标,物体在二维空间中的运动可以分解为坐标系中x、y轴的运动,其在x和y方向的速度决定了物体运行的方向和速率。别忘了,速度是有方向和大小的,于是物体a的速度在x、y轴方向分解成vx、vy,b物体也是一样,这样,如果物体a要追踪到b,只需要比较两个物体分别在 x、y 方向的速度即可。设物体 a 坐标为(x1, y1),a 的速度分解为(vx, vy),物体b 坐标为(x2, y2),b 的速度分解为(vx1, vy1),假设a 要追到b,对于水平x 方向分量来说,如果x2>x1,表示b在a的右边,这时候必须设置vx为某一个正值,反之,则需要将vx设置成一个负值,同样的道理,对于垂直方向y来说,需要进行同样的处理即可。
基于以上这个简单算法的原理,可以来尝试一个简单的例子。
<!doctype html> <html lang="en"> <head> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=0"> <meta charset="utf-8"> <title>追踪算法</title> </head> <body> <canvas id="stage"></canvas> </body> <script> window.onload = function () { var stage = document.queryselector('#stage'), ctx = stage.getcontext('2d'); stage.width = 400; stage.height = 400; balls = []; var ball = { x: stage.width / 2 - 20, y: stage.height / 2 - 20, r: 20, c: "red" }; balls.push(ball); for (var i = 0; i < 30; i++) { var trace = { x: math.ceil(math.random() * (stage.width - 20) + 10), y: math.ceil(math.random() * (stage.height - 20) + 10), r: 10, c: "blue" }; balls.push(trace); } function createball(x, y, r, c) { ctx.beginpath(); ctx.fillstyle = c; ctx.arc(x, y, r, 0, math.pi * 2); ctx.fill(); } stage.addeventlistener('click', function (event) { var x = event.clientx - stage.getboundingclientrect().left; var y = event.clienty - stage.getboundingclientrect().top; balls[0].x = x; balls[0].y = y; }); function update() { ctx.clearrect(0, 0, 400, 400); ctx.fillstyle = "black"; ctx.rect(0, 0, 400, 400); ctx.fill(); createball(balls[0].x, balls[0].y, balls[0].r, balls[0].c); for (var i = 1, len = balls.length; i < len; i++) { //简单算法 balls[i].x -= ( balls[0].x>balls[i].x)?-1:1; balls[i].y -= ( balls[0].y>balls[i].y)?-1:1; createball(balls[i].x, balls[i].y, balls[i].r, balls[i].c); } requestanimationframe(update); } update(); }; </script> </html>
感兴趣的朋友可以使用在线html/css/javascript代码运行工具:http://tools.jb51.net/code/htmljsrun测试运行上述代码,观察运行效果。
采用这种算法的方块的行动比较突兀,方块的变向比较突然,效果看起来不是非常理想,于是,就产生了下面的视线追踪算法。
【视线追踪算法】
视线追踪算法,采用这种算法,追踪者将会始终保持着和目标对象的直线进行移动,如下图所示,看起来就好像追踪捕食的猎豹一样,死死地盯着目标不放。
如果要达到这种效果,实际上就表示在任意时刻,a 的速度方向必须保持在 ab 之间连接的直线上面,那么这个时候如何获取a的速度在x轴和y轴方向上的分量呢?
这里我们可以采用向量来解决问题,向量是一种只有方向和大小而没有位置的概念,由向量的知识可知,假设任意时刻物体 a 向量表示为 v1(x1, y1),物体 b 向量表示为 v2(x2, y2),则由a 指向b 位置的向量v3=(x2−x1, y2−y1)。这3 个向量的关系可以由图6-4 表示出来,设向量v3的长度为vlen =√ (x2−x1)²+(y2−y1)² ,则向量v3标准化后可以用v4=((x2−x1)/vlen,(y2−y1)/vlen)表示。最后得到的v4在x轴方向上的分量就可以作为物体a在该时刻x轴方向上的分量,v4在y轴方向上的分量就可以作为物体a在该时刻y轴方向上的分量。
将上面的简单算法,按照视线追踪算法进行改写:
<!doctype html> <html lang="en"> <head> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=0"> <meta charset="utf-8"> <title>追踪算法</title> </head> <body> <canvas id="stage"></canvas> </body> <script> window.onload = function () { var stage = document.queryselector('#stage'), ctx = stage.getcontext('2d'); stage.width = 400; stage.height = 400; balls = []; var ball = { x: stage.width / 2 - 20, y: stage.height / 2 - 20, r: 20, c: "red" }; balls.push(ball); for (var i = 0; i < 30; i++) { var trace = { x: math.ceil(math.random() * (stage.width - 20) + 10), y: math.ceil(math.random() * (stage.height - 20) + 10), r: 10, c: "blue" }; balls.push(trace); } function createball(x, y, r, c) { ctx.beginpath(); ctx.fillstyle = c; ctx.arc(x, y, r, 0, math.pi * 2); ctx.fill(); } stage.addeventlistener('click', function (event) { var x = event.clientx - stage.getboundingclientrect().left; var y = event.clienty - stage.getboundingclientrect().top; balls[0].x = x; balls[0].y = y; }); function update() { ctx.clearrect(0, 0, 400, 400); ctx.fillstyle = "black"; ctx.rect(0, 0, 400, 400); ctx.fill(); createball(balls[0].x, balls[0].y, balls[0].r, balls[0].c); for (var i = 1, len = balls.length; i < len; i++) { //视线追踪算法 var vx = balls[i].x - balls[0].x, vy = balls[i].y - balls[0].y, rlen = math.sqrt(vx * vx + vy * vy), dx = vx / rlen, dy = vy / rlen; balls[i].x -= dx; balls[i].y -= dy; createball(balls[i].x, balls[i].y, balls[i].r, balls[i].c); } requestanimationframe(update); } update(); }; </script> </html>
使用在线html/css/javascript代码运行工具:http://tools.jb51.net/code/htmljsrun测试运行上述代码,可得到如下运行结果:
github地址:https://github.com/krapnikkk/js-gamemathematics
更多关于javascript相关内容感兴趣的读者可查看本站专题:《javascript数学运算用法总结》、《javascript数据结构与算法技巧总结》、《javascript数组操作技巧总结》、《javascript排序算法总结》、《javascript遍历算法与技巧总结》、《javascript查找算法技巧总结》及《javascript错误与调试技巧总结》
希望本文所述对大家javascript程序设计有所帮助。
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