基於HTML5的WebGL結合Box2DJS物理應用

上篇我們基於HT for Web呈現了A* Search Algorithm的3D尋路效果，這篇我們將采用HT for Web 3D來呈現Box2DJS物理引擎的碰撞效果，同上篇其實Box2DJS只是二維的平面碰撞物理引擎，但同樣通過3D的呈現能讓人更直觀的體驗到碰撞效果，最終例子效果：

http://hightopo.com/demo/box2djs/ht-box2d-demo.html

Box2D最早是Erin Catto在GDC大會上的一個展示例子，后來不斷完善成C++的開源物理引擎庫，這些年了衍生出Java、ActionScript以及JS等版本，被廣泛應用在游戲領域。說其豐富的確很豐富，說亂也夠亂的，找個Box2D的JS版就有N多選擇，而且不同版本API還有差異，可參考這里的對比 http://stackoverflow.com/questions/7628078/which-box2d-javascript-library-should-i-use

雖然版本較多有點亂，但各個版本的基本原理和API都類似，以下為我基於Box2DJS融合HT for Web寫的例子代碼。Box2D有很多參數功能點，這里例子我們僅呈現最基礎簡單的要素，主要讓大家理解Box2DJS引擎的基本使用，以及呈現上如何與HT for Web結合。

以下代碼在createNode中即構建的HT for Web的Node對象，同時構建了Box2D的Body對象，並通過userData屬性關聯在一起，在requestAnimationFrame的渲染過程，先通過world.Step(1 / 60, 10, 10);更新物理引擎的內部運算，然后遍歷所有Body元素將運算結果，也就是Body的位置和旋轉角度等信息同步到HT for Web的Node對象，從而達到了HT for Web和Box2DJS的強強結合各施其才。

function init() {
    dm = new ht.DataModel();
    g3d = new ht.graph3d.Graph3dView(dm);
    g3d.setGridVisible(true);
    g3d.addToDOM();
    g3d.setEye(100, 50, 150);

    // Define the world
    var gravity = new b2Vec2(0, -100);
    var doSleep = false;
    world = new b2World(gravity, doSleep);

    createNode([0, -3, 0], [100, 6, 100], false, 0);
    createNode([-100, -50, 0], [400, 6, 100], false, -Math.PI/8);
    createNode([100, -50, 0], [50, 6, 100], false, Math.PI/6);

    createNode([1, 50, 0], [10, 10, 10], true);
    createNode([-1, 90, 0], [10, 10, 10], true);

    render();
}

function createNode(p3, s3, dynamic, angle) {
    var node = new ht.Node();
    node.p3(p3);
    node.s3(s3);               
    node.setRotationZ(angle == null ? Math.PI * Math.random() : angle);
    dm.add(node);

    var fixDef = new b2FixtureDef();
    if (dynamic) {
        fixDef.density = 0.5;
        fixDef.friction = 0.5;
        fixDef.restitution = 0.5;                    
        node.s({
            'all.color': 'red',
            'batch': 'dynamic'
        });
    } else {
        fixDef.density = 0.0;                    
    }

    var shape = new b2PolygonShape();
    shape.SetAsBox(s3[0] / 2, s3[1] / 2);
    fixDef.shape = shape;

    var bodyDef = new b2BodyDef();
    bodyDef.type = dynamic ? b2Body.b2_dynamicBody : b2Body.b2_staticBody;
    bodyDef.position.Set(p3[0], p3[1]);
    bodyDef.angle = node.getRotationZ();
    bodyDef.userData = node;

    world.CreateBody(bodyDef).CreateFixture(fixDef);
}

count = 0
function render() {
    count++;
    if(count % 10 === 0){
        createNode([-1, 50, 0], [10, 10, 10], true);
    }                
    world.Step(1 / 60, 10, 10);
    var list = world.GetBodyList();
    while (list) {                                              
        var node = list.m_userData;
        if(node){
            var position = list.GetPosition();
            if(position.y < -150 || g3d.isSelected(node)){
                dm.remove(node);
                world.DestroyBody(list);
            }else{
                node.p3(position.x, position.y, 0);
                node.setRotationZ(list.GetAngle());                            
            }                                              
        }                    
        list = list.GetNext();
    }                    
    requestAnimationFrame(render);
}

http://hightopo.com/demo/box2djs/ht-box2d-demo.html

例子中物體掉落到-150以下我就刪除了Box2DJS以及HT的DataModel中對應的數據元素，同時選中圖元也會自動刪除圖元，count % 10 === 0 這個用來沒十次刷新產生一個新的立方體。Box2D還可以玩出很多花樣，如果數據量大也可以考慮參考《3D拓撲自動布局之Web Workers篇》，將Box2DJS的密集運算在WebWork中執行，我沒評估過性能的提升幅度，數據量大時WebWork和GUI線程的數據序列化傳遞也會有負擔需注意，最終的例子3D效果玩起來還是挺有趣的：http://v.youku.com/v_show/id_XODM0OTQ0NzEy.html