純CSS也可以實(shí)現(xiàn)邊界碰撞檢測(cè)？#css

個(gè)視頻來看一個(gè)小球碰撞邊界的運(yùn)動(dòng)效果。可以看到有一個(gè)小球在隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，然后當(dāng)碰到邊界它就會(huì)反彈出去，似乎可以用來做碰撞邊界的檢測(cè)。

想一下這個(gè)例子可不可以只用CSS來做？其實(shí)是可以的，但是這里它并不算是邊界檢測(cè)，又或者說它只能檢測(cè)到整個(gè)窗口的邊界，然后反彈。如果是有其它元素，想檢測(cè)和其它元素有沒有發(fā)生碰撞，用CSS就很難實(shí)現(xiàn)了。

先來看一下這個(gè)demo，現(xiàn)在非常簡(jiǎn)單，就寫了一個(gè)div，然后給它一些基本的樣式，用來模擬這個(gè)小球。

接下來就要想一下，怎么樣可以讓這個(gè)小球動(dòng)起來？無非就是給它添加一個(gè)動(dòng)畫對(duì)吧？這個(gè)動(dòng)畫應(yīng)該控制哪些屬性發(fā)生變化，可以讓這個(gè)小球動(dòng)起來呢？是不是控制這兩個(gè)屬性？

先來控制水平方向的運(yùn)動(dòng)，也就是left，因?yàn)槌跏紶顟B(tài)就是讓它從0開始。CSS上面設(shè)置的也是0，所以from可以省略不寫，只寫吐就行了。結(jié)束的狀態(tài)是讓小球運(yùn)動(dòng)到邊界。這里可以用一個(gè)計(jì)算的函數(shù)，水平方向用整個(gè)視口的寬度，再減去小球自身的寬度，再把這個(gè)動(dòng)畫給它綁定到小球上面，這樣小球它就可以動(dòng)起來了。

但是它只是往一個(gè)方向來動(dòng)并沒有反彈的效果，要讓小球反彈的也很簡(jiǎn)單，給它加一個(gè)alternate，當(dāng)動(dòng)畫執(zhí)行到最后狀態(tài)的時(shí)候，再反過來執(zhí)行就可以了?？匆幌拢∏蜻\(yùn)動(dòng)到邊界它就反彈了，但是現(xiàn)在只是水平方向的運(yùn)動(dòng)，還要加上垂直方向的運(yùn)動(dòng)。

垂直方向和水平方向原理是一樣的，給它復(fù)制一下，再改一下動(dòng)畫的名稱，left改成top，視口的寬度就改成視口的高度，再把這個(gè)動(dòng)畫綁定上去。這里名稱再改一下，看一下效果?，F(xiàn)在確實(shí)水平和垂直方向同時(shí)在運(yùn)動(dòng)了，但是它只是往對(duì)角線運(yùn)動(dòng)，沒有一種隨機(jī)彈跳的效果。

怎么樣可以讓這個(gè)運(yùn)動(dòng)不要那么規(guī)律？不要只是往對(duì)角線來運(yùn)動(dòng)，看起來有一些隨機(jī)性。這里也很簡(jiǎn)單，只要讓這兩個(gè)動(dòng)畫完成的時(shí)間稍微錯(cuò)開一點(diǎn)就可以了。

→比方水平方向的給它3.6秒，垂直方向就2.3秒，看一下最終的效果?，F(xiàn)在的運(yùn)動(dòng)就不是只往對(duì)角線來運(yùn)動(dòng)了，看起來有一定的隨機(jī)性，然后運(yùn)動(dòng)到邊界就可以回彈過來。

這個(gè)視頻就到這里，感謝大家的收看。

果

代碼

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh_CN">
<head>
 <meta charset="UTF-8">
 <title>彈球</title>
 <script src="https://code.jquery.com/jquery-3.3.1.js"></script>
</head>
<body>
<canvas id="canvas" width="400" height="400"></canvas>
<script>
 // 全局canvas
 let canvas = document.getElementById("canvas");
 let context = canvas.getContext("2d");
 // 彈球?qū)ο? class Ball{
 x = 100;
 y = 40;
 xSpeed = -2;
 ySpeed = -2;
 constructor(){};
 getX(){
 return this.x;
 }
 getY(){
 return this.y;
 }
 setX(x){
 this.x = x;
 }
 setY(y){
 this.y = y;
 }
 getXSpeed(){
 return this.xSpeed;
 }
 setXSpeed(xSpeed){
 this.xSpeed = xSpeed;
 }
 getYSpeed(){
 return this.ySpeed;
 }
 setYSpeed(ySpeed){
 this.ySpeed = ySpeed;
 }
 // 繪制小球的方法
 draw = () => {
 context.beginPath();
 context.arc(this.x, this.y, 10, 0, Math.PI * 2, false);
 context.strokeRect(0, 0, 400, 400);
 context.fill();
 };
 // 移動(dòng)操作
 move = () => {
 this.x = this.x + this.xSpeed;
 this.y = this.y + this.ySpeed;
 };
 // 邊緣檢測(cè),碰撞檢測(cè)
 checkCanvas = (panel) => {
 // 左右
 if(this.x < 5 || this.x > 400 - 5){
 this.xSpeed = -this.xSpeed;
 }
 // 上方
 if(this.y < 0){
 this.ySpeed = -this.ySpeed;
 }
 // 下方
 // 碰到擋板
 if(this.y > 390 - 10){
 if(this.x > panel.x && this.x < panel.xSize + panel.x){
 this.ySpeed = -this.ySpeed;
 }else{
 alert("游戲結(jié)束");
 this.x = 100;
 this.y = 10;
 }
 }
 }
 }
 // 增加一個(gè)擋板對(duì)象
 class Panel{
 constructor(){};
 // 左x
 x = 200;
 // 左y
 y = 390;
 // 長(zhǎng)度
 xSize = 50;
 // 寬度
 ySize = 5;
 draw(){
 context.fillRect(this.x, this.y, this.xSize, this.ySize);
 }
 }
 // 創(chuàng)建出一個(gè)小球?qū)ο? let ball = new Ball();
 // 創(chuàng)建出擋板對(duì)象
 let panel = new Panel();
 // 每10秒為一幀
 window.setInterval(() => {
 // 清空畫布
 context.clearRect(0, 0, 400, 400);
 // 畫出小球
 ball.draw();
 // 畫出擋板
 panel.draw();
 // 移動(dòng)
 ball.move();
 // 進(jìn)行邊界判斷
 ball.checkCanvas(panel);
 },10);
 // 控制擋板
 $("body").keydown((event) => {
 if(event.keyCode == 37){
 panel.x = panel.x - 5;
 // 移出邊界問題處理
 if(panel.x < 0){
 panel.x = 0;
 }
 }
 if(event.keyCode == 39){
 panel.x = panel.x + 5;
 // 移出邊界處理
 if(panel.x + panel.xSize > 400){
 panel.x = 400 - panel.xSize;
 }
 }
 })
</script>
</body>
</html>

思路

這就是倆對(duì)象，，一個(gè)依賴于另一個(gè)。。

碰撞檢測(cè)時(shí)實(shí)的坐標(biāo)判斷，碰撞完成以后兩個(gè)速度分量為取反即可。

事件是左右事件。。移動(dòng)即可。

需要時(shí)實(shí)刷新，即，幀的概念

爾夫球的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)會(huì)有樣品沖擊測(cè)試，以便了解產(chǎn)品在沖擊作用下的響應(yīng)。

高爾夫球的球體一般會(huì)有2~5層，分別采用不同材料，利用球體結(jié)構(gòu)的剛度分布，來影響球的操控性。根據(jù)網(wǎng)上搜到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與材料參數(shù)，使用Abaqus對(duì)試驗(yàn)中的3層球進(jìn)行撞擊響應(yīng)建模分析。球體按層切分，并賦予指定材料的截面屬性。

通過Abaqus/Explicit分析的高爾夫球沖擊過程中的應(yīng)力以及速度云圖如下：

對(duì)于球體在球桿打擊作用下的響應(yīng)（速度與旋轉(zhuǎn)速率），在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也會(huì)進(jìn)行大量的計(jì)算分析，通常會(huì)計(jì)算球桿不同表面特征（U型開槽、V型開槽）下的出球響應(yīng)。

如下圖所示，設(shè)計(jì)部門在仿真前期會(huì)做一些基于試驗(yàn)參數(shù)的對(duì)標(biāo)工作，以矯正仿真分析時(shí)高應(yīng)變率條件下的材料本構(gòu)模型參數(shù)。

在參數(shù)修正的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行仿真計(jì)算，以更準(zhǔn)確地對(duì)高爾夫球的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，縮短研發(fā)周期。對(duì)標(biāo)后的仿真基本上可以做到和高速攝影同步。

現(xiàn)在再來談?wù)?，球面上的凹槽怎么回事。上面提到高爾夫球的出球響?yīng)中，有個(gè)變量是旋轉(zhuǎn)速率，原來，球在飛行的過程中，不同旋轉(zhuǎn)速率下，由于凹凸的氣動(dòng)外形，導(dǎo)致球體產(chǎn)生氣動(dòng)阻力、升力是完全不一樣的，這也就決定了高爾夫球的運(yùn)動(dòng)軌跡。

對(duì)于高速飛行的高爾夫球，凹凸的表面會(huì)導(dǎo)致湍流，影響球體受力，下面這個(gè)視頻是Youtube上ID為CFD Support的團(tuán)隊(duì)通過OpenFOAM計(jì)算的不同旋轉(zhuǎn)速率條件下高爾夫球的升力和阻力系數(shù)。有沒有旋轉(zhuǎn)，差別還是挺顯著的，所以球桿的擊球面要開槽，這樣在出球時(shí)，球才會(huì)更容易轉(zhuǎn)起來。

https://v.qq.com/x/page/n0660gsrpd2.html

作者：鄧怡超，仿真秀科普作者。

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