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JS/HTML5游戏常用算法之追踪算法实例详解

程序员文章站 2022-03-04 13:19:09
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...

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。

JS/HTML5游戏常用算法之追踪算法实例详解

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。

JS/HTML5游戏常用算法之追踪算法实例详解

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：

JS/HTML5游戏常用算法之追踪算法实例详解

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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