Day 090 — 碰撞检测与动画 · 练习清单

✅ 今日完成清单

[ ] 理解 AABB 碰撞检测的原理
[ ] 掌握圆形碰撞检测
[ ] 实现矩形-圆形混合碰撞
[ ] 理解碰撞响应（反射、停止、分离）
[ ] 掌握帧动画系统
[ ] 理解动画状态机
[ ] 使用缓动函数和插值
[ ] 了解四叉树空间分区

📝 基础练习

练习 1：碰撞检测函数

实现一个函数，检测一个点是否在矩形内：

python

def point_in_rect(px, py, rect_x, rect_y, rect_w, rect_h):
    """检测点(px,py)是否在矩形内"""
    pass

练习 2：AABB 碰撞

补全以下函数，使其正确检测两个矩形是否碰撞：

python

def check_collision(a, b):
    """
    a: {"x": 0, "y": 0, "w": 50, "h": 50}
    b: {"x": 30, "y": 30, "w": 50, "h": 50}
    返回: True/False
    """
    pass

练习 3：简单动画

实现一个动画类，能播放多帧动画：

python

class SimpleAnimation:
    def __init__(self, frames, fps):
        pass
    
    def update(self, dt):
        pass
    
    def get_current_frame(self):
        pass

🔥 进阶挑战

挑战 1：实现矩形旋转碰撞检测

当矩形可以旋转时，AABB 不再准确。使用 SAT（分离轴定理）实现旋转矩形的碰撞检测。

提示：需要将矩形的四个顶点旋转后，检查在各轴上的投影是否重叠。

挑战 2：实现弹跳物理

模拟一个球在矩形房间内弹跳，要求： - 球碰到墙壁反弹 - 球有重力影响 - 球有能量损失（逐渐停止）

挑战 3：实现粒子爆炸效果

当物体碰撞时，产生粒子爆炸效果： - 粒子从碰撞点向四周飞散 - 粒子受重力影响 - 粒子逐渐变透明 - 粒子数量与碰撞速度相关

🤔 思考题

为什么游戏通常用 AABB 做初步检测，再用其他方法做精确检测？
在高速运动的物体中，如何防止"穿透"问题（物体从墙的一边跳到另一边）？
四叉树在什么情况下会退化成链表？如何避免？
帧动画的帧率应该和游戏帧率同步吗？为什么？
碰撞检测的频率应该如何确定？太高浪费性能，太低会导致穿透。