在matter.js中，当多个刚体通过约束连接但并非复合体时，直接使用`setposition`移动其中一个刚体可能导致意外的旋转而非整体平移。本教程提供了一种高效的解决方案：为相关刚体设置唯一标签，并通过遍历并统一应用`body.translate`来平移整个连接组，从而实现同步移动，避免了复杂的约束重置。
Matter.js中移动约束连接刚体的挑战与解决方案
在Matter.js物理引擎中，处理由多个通过约束（Constraint）连接的独立刚体组成的复杂对象时，一个常见的挑战是如何实现这些刚体的整体移动。不同于Compound（复合体），这些刚体可能需要保持独立的旋转能力。当尝试仅对其中一个刚体使用Matter.Body.setPosition进行定位时，物理引擎的求解器往往会错误地将其解释为施加了某种力，导致其他连接的刚体发生不必要的旋转或分散，而非期望的整体平移。
本教程将深入探讨这一问题，并提供一个优雅且高效的解决方案，避免了繁琐的约束移除与重建操作。
理解问题根源
考虑一个场景，您有两个矩形刚体bodyA和bodyB，它们通过一个Constraint连接。这个约束定义了它们之间的距离和连接点。
const bodyA = Matter.Bodies.rectangle(50, 50, 20, 60);
const bodyB = Matter.Bodies.rectangle(80, 30, 60, 20);
const constraintAB = Matter.Constraint.create({
bodyA,
bodyB,
pointA: { x: 10, y: -20 },
pointB: { x: -30, y: 0 },
length: 0,
stiffness: 0.9,
});
Matter.World.add(engine.world, [bodyA, bodyB, constraintAB]);如果此时您尝试在模拟运行时直接设置bodyA的位置：
Matter.Body.setPosition(bodyA, { x: 400, y: 200 });您会发现bodyB并不会随之以相同的相对位移移动，而是可能围绕连接点发生旋转，甚至与其他刚体分离。这是因为setPosition是绝对定位，当一个刚体被瞬间“传送”到新位置时，其与连接刚体之间的约束突然被拉伸或压缩，物理求解器会尝试通过施加力来满足约束，从而导致旋转而不是平移。
解决方案：统一平移整个刚体组
解决这个问题的关键在于，将移动操作视为对整个连接刚体组的平移，而不是单个刚体的绝对定位。Matter.js提供了Matter.Body.translate方法，该方法用于将刚体相对于其当前位置进行平移，这在处理约束连接的刚体时更为合适。
为了确保所有相关刚体都能被正确识别并同时平移，我们应该：
- 为连接的刚体组分配唯一标签。 这有助于在世界中筛选出需要共同移动的刚体。
- 遍历所有带有该标签的刚体，并统一应用Body.translate。
实现步骤与示例代码
首先，在创建刚体时，为其分配一个共享的label属性。
const engine = Matter.Engine.create();
engine.world.gravity.y = 0; // 禁用重力以便观察纯粹的移动效果
const render = Matter.Render.create({
element: document.querySelector('#container'),
engine: engine,
options: {
width: 800,
height: 600,
showAngleIndicator: false,
wireframes: false, // 方便观察
background: '#f0f0f0'
}
});
// 创建两个刚体，并分配相同的标签
const bodyA = Matter.Bodies.rectangle(100, 100, 20, 60, { label: 'my-connected-group', render: { fillStyle: '#FF5733' } });
const bodyB = Matter.Bodies.rectangle(130, 80, 60, 20, { label: 'my-connected-group', render: { fillStyle: '#337AFF' } });
// 创建约束连接这两个刚体
const constraintAB = Matter.Constraint.create({
bodyA,
bodyB,
pointA: { x: 10, y: -20 },
pointB: { x: -30, y: 0 },
length: 0,
stiffness: 0.9,
});
// 将刚体和约束添加到世界
Matter.World.add(engine.world, [bodyA, bodyB, constraintAB]);
// 运行物理引擎和渲染器
const runner = Matter.Runner.create();
Matter.Runner.run(runner, engine);
Matter.Render.run(render);
// 延迟2秒后执行整体平移操作
setTimeout(() => {
// 定义平移的向量
const translationVector = { x: 200, y: 100 };
// 获取世界中所有刚体，并筛选出带有特定标签的刚体
const allBodiesInGroup = Matter.Composite.allBodies(engine.world).filter(
(body) => body.label === "my-connected-group"
);
// 对筛选出的所有刚体应用相同的平移
allBodiesInGroup.forEach((body) => {
Matter.Body.translate(body, translationVector);
});
}, 2000);Matter.js 约束连接刚体移动示例
在上述代码中，我们首先为bodyA和bodyB都设置了label: 'my-connected-group'。在需要移动时，我们通过Matter.Composite.allBodies(engine.world)获取世界中的所有刚体，然后使用filter方法筛选出所有带有'my-connected-group'标签的刚体。最后，对这些刚体统一调用Matter.Body.translate方法，传入相同的位移向量{ x: 200, y: 100 }。这样，整个连接的刚体组就会作为一个整体平移到新的位置，同时保持其内部的约束关系。
注意事项与最佳实践
- label属性的重要性： 为逻辑上关联的刚体组分配唯一的label是实现精确控制的关键。这使得您可以在不影响其他物理对象的情况下，独立地操作特定的刚体组。
-
Body.translate与Body.setPosition的选择：
- Body.translate(body, vector)：适用于对刚体进行相对位移，保持其内部速度和角速度的连续性。这是移动约束连接刚体组的首选方法。
- Body.setPosition(body, position)：适用于将刚体精确地放置到世界中的某个绝对位置。如果用于约束连接的刚体，可能会导致不期望的物理效果，除非您同时调整所有连接刚体的位置以维持约束。
- 性能考量： 对于包含大量刚体的复杂场景，频繁地遍历所有刚体并应用平移可能会对性能产生轻微影响。在设计时，应权衡每次移动的频率和刚体组的大小。
- 与Compound的区别： 如果您的多个刚体需要作为一个不可分割的整体移动和旋转，且它们之间的相对位置固定不变，那么使用Matter.Composite.create()创建Compound可能是一个更简洁的方案。然而，当您需要刚体之间保持独立旋转能力，但又希望它们作为一个组进行整体平移时，本文介绍的通过label和Body.translate的方法是更优的选择。
总结
在Matter.js中，要优雅地移动通过约束连接但非复合的刚体组，最佳实践是利用刚体的label属性进行分组，并通过对组内所有刚体统一应用Matter.Body.translate方法。这种方法不仅避免了复杂的约束移除与重建，还能确保物理模拟的连续性和准确性，使刚体组作为整体平稳地进行平移。
