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ios - SpriteKit 以定义的角度停止旋转轮子

问题描述

我有一个以角速度旋转的纺车ω，不涉及加速度，使用 SpriteKit 实现。

当用户按下按钮时，我需要从当前角度缓慢减速车轮∂0并最终达到指定角度（让我们称之为∂f）。

我创建了一个与之关联mass的 2.

我已经尝试了angularDampingand theSKAction.rotate(toAngle: duration:) 但它们不符合我的需求，因为：

  1. 有了angularDamping我无法简单地指定∂f我想要结束的角度。
  2. 随着SKAction.rotate(toAngle: duration:)I 不能从当前的旋转速度开始减速，它的表现也不自然。

我尝试的唯一剩下的方法是使用SKAction.applyTorque(duration:). 这听起来很有趣，但我在计算公式以获得正确的扭矩时遇到问题，尤其是车轮的惯性和半径。

这是我的方法：

笔记：

由于我不清楚如何获得轮子的半径，我试图从以下位置抓住它：

  1. wheelNode.physicsBody?.area作为_let r = sqrt(wheelNode.physicsBody?.area ?? 0 / .pi)
  2. 正如区域文档所说，通过从像素转换为米。然后我有let r = self.wheelNode.radius / 150。

有趣：我获得了 2 个不同的值 :(

不幸的是，这种方法中的某些东西不起作用，因为到目前为止我不知道如何以指定的角度结束，并且车轮无论如何都不会停止（或者扭矩太大并且向另一个方向旋转，或者是不够）。因此，施加的扭矩似乎也是错误的。

您知道实现我需要的结果的更好方法吗？这是正确的方法吗？如果是，我的计算有什么问题？

标签： iosswiftsprite-kit

解决方案

运动学让我头疼，但你去吧。我做到了你可以输入旋转量的地方，当它减速到你指定的角度时，轮子会旋转很多次。其他功能和扩展是为了保持代码相对干净/可读。因此，如果您只想要一个巨大的混乱功能，请继续修改它。

• 确保节点的 angularDampening = 0.0

• 确保节点具有圆形物理体

// Stops a spinning SpriteNode at a specified angle within a certain amount of rotations
//NOTE: Node must have a circular physicsbody
// Damping should be from 0.0 to 1.0
func decelerate(node: SKSpriteNode, toAngle: CGFloat, rotations: Int) {

    if node.physicsBody == nil { print("Node doesn't have a physicsbody"); return } //Avoid crash incase node's physicsbody is nil
    var cw:CGFloat { if node.physicsBody!.angularVelocity < CGFloat(0.0) { return -1.0} else { return 1.0} } //Clockwise - using int to reduce if statments with booleans

    let m = node.physicsBody!.mass // Mass
    let r = CGFloat.squareRoot(node.physicsBody!.area / CGFloat.pi)() // Radius
    let i = 0.5 * m * r.squared // Intertia

    let wi = node.physicsBody!.angularVelocity // Initial Angular Velocity
    let wf:CGFloat = 0 // Final Angular Velocity

    let ti =  CGFloat.unitCircle(node.zRotation)  // Initial Theta
    var tf = CGFloat.unitCircle(toAngle) // Final Theta

    //Correction constant based on rate of rotation since there seems to be a delay between when the action is calcuated and when it is run
    //Without the correction the node stops a little off from its desired stop angle
    tf -= 0.00773889 * wi //Might need to change constn

    let dt = deltaTheta(ti, tf, Int(cw), rotations)

    let a = -cw * 0.5 * wi.squared / abs(dt) // Angular Acceleration - cw used to determine direction
    print("A:\(a)")
    let time:Double = Double(abs((wf-wi) / a)) // Time needed to stop
    let torque:CGFloat = i * a // Torque needed to stop

    node.run(SKAction.applyTorque(torque, duration: time))
}

func deltaTheta(_ ti:CGFloat, _ tf:CGFloat, _ clockwise: Int, _ rotations: Int) -> CGFloat {

    let extra = CGFloat(rotations)*2*CGFloat.pi

    if clockwise == -1 {
        if tf>ti { return tf-ti-2*CGFloat.pi-extra }else{ return tf-ti-extra }
    }else{
        if tf>ti { return tf-ti+extra }else{ return tf+2*CGFloat.pi+extra-ti }
    }
}

}

extension CGFloat {

public var squared:CGFloat { return self * self }

public static func unitCircle(_ value: CGFloat) -> CGFloat {
    if value < 0 { return 2 * CGFloat.pi + value }
    else{ return value }
}
}

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