在Matter.js中，当多个物理体通过约束连接而非组成复合体时，直接使用`setposition`移动其中一个物理体并不能使整个组按预期移动。本文将介绍一种有效且优雅的解决方案：通过为连接的物理体组分配唯一标签，并利用`Matter.Body.translate`方法对组内所有物理体进行整体平移，从而在不移除和重新应用约束的情况下，实现对整个约束连接体组的平滑移动。
理解Matter.JS中约束连接体的移动机制
在Matter.js物理引擎中，当多个物理体通过Matter.Constraint连接时，它们之间会保持一定的相对关系（如固定距离、角度等）。然而，这种连接机制与Matter.Composite中的复合体（Compound Body）有所不同。复合体被视为一个整体，对其进行操作通常会影响所有组成部分。而对于独立物理体通过约束连接的情况，直接对其中一个物理体调用Matter.Body.setPosition()方法，会强制该物理体瞬移到新位置。此时，Matter.js的求解器会尝试解决由此产生的约束冲突，这通常会导致其他连接的物理体发生不自然的旋转或抖动，而不是像一个整体一样被平移。
这种行为的原因在于setPosition是设置一个绝对位置，它会立即更新物理体的位置，而约束系统则需要时间来重新计算并调整其他连接物理体的位置以满足约束条件。如果移动距离过大，这种调整会显得非常突兀。
解决方案：平移整个约束连接体组
为了实现对约束连接体组的平滑、整体移动，最佳实践是识别出该组内的所有物理体，并对它们应用相同的相对平移。这种方法避免了直接修改单个物理体的绝对位置引发的约束求解问题，而是将整个组作为一个整体进行位移。
步骤一：为约束连接体组分配唯一标签
为了方便识别和操作，建议为属于同一约束连接体组的所有物理体分配一个唯一的label属性。这使得在需要移动时，可以轻松地筛选出所有相关物理体。
const bodyA = Matter.Bodies.rectangle(50, 50, 20, 60, { label: 'my-constrained-group' }); const bodyB = Matter.Bodies.rectangle(80, 30, 60, 20, { label: 'my-constrained-group' }); // ...其他属于该组的物理体也应设置相同的label
步骤二：使用Matter.Body.translate对组内所有物理体进行平移
Matter.Body.translate()方法用于将物理体沿指定的向量进行相对位移。通过遍历所有带有特定标签的物理体，并对它们应用相同的平移向量，可以实现整个组的整体移动。
以下是一个完整的示例代码，演示了如何设置约束连接体并实现其整体平移：
<!DOCTYPE html> <html> <head> <title>Matter.js 约束连接体移动教程</title> <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/matter-js/0.19.0/matter.min.js" integrity="sha512-0z8URjGET6GWnS1xcgiLBZBzoaS8BNlKayfZyQNKz4IRp+s7CKXx0yz7Eco2+TcwoeMBa5KMwmTX7Kus7Fa5Uw==" crossorigin="anonymous" referrerpolicy="no-referrer"></script> <style> body { margin: 0; overflow: hidden; } #container { background-color: #f0f0f0; } </style> </head> <body> <div id='container' style='width: 800px; height: 600px'></div> <script> // 1. 初始化引擎和渲染器 const engine = Matter.Engine.create(); engine.world.gravity.y = 0; // 禁用重力，方便观察平移效果 const render = Matter.Render.create({ element: document.querySelector('#container'), engine: engine, options: { width: 800, height: 600, showAngleIndicator: true, // 显示角度指示器，帮助观察旋转 showVelocity: true, // 显示速度，帮助观察运动 wireframes: false // 渲染实体而非线框 } }); // 2. 创建物理体并分配标签 const groupLabel = "my-constrained-group"; // 定义组标签 const bodyA = Matter.Bodies.rectangle(150, 150, 20, 60, { label: groupLabel, render: { fillStyle: '#007bff' } }); const bodyB = Matter.Bodies.rectangle(180, 130, 60, 20, { label: groupLabel, render: { fillStyle: '#28a745' } }); const bodyC = Matter.Bodies.circle(165, 180, 15, { label: groupLabel, render: { fillStyle: '#dc3545' } }); // 3. 创建约束 const constraintAB = Matter.Constraint.create({ bodyA: bodyA, bodyB: bodyB, pointA: { x: 10, y: -20 }, pointB: { x: -30, y: 0 }, length: 0, stiffness: 0.9, render: { strokeStyle: '#6c757d' } }); const constraintBC = Matter.Constraint.create({ bodyA: bodyB, bodyB: bodyC, pointA: { x: 20, y: 10 }, pointB: { x: 0, y: -15 }, length: 10, // 稍微有点长度 stiffness: 0.7, render: { strokeStyle: '#6c757d' } }); // 4. 将物理体和约束添加到世界 Matter.World.add(engine.world, [bodyA, bodyB, bodyC]); Matter.World.add(engine.world, [constraintAB, constraintBC]); // 5. 运行引擎和渲染器 Matter.Runner.run(Matter.Runner.create(), engine); Matter.Render.run(render); // 6. 延时执行平移操作 setTimeout(() => { console.log("开始平移约束连接体组..."); const translationVector = { x: 200, y: 100 }; // 定义平移向量 // 获取所有带有指定标签的物理体 const allBodiesInGroup = Matter.Composite.allBodies(engine.world).Filter( (body) => body.label === groupLabel ); // 对组内所有物理体应用相同的平移 allBodiesInGroup.forEach((body) => { Matter.Body.translate(body, translationVector); }); console.log("平移完成。"); }, 2000); // 2秒后执行平移 </script> </body> </html>
在上述代码中，我们首先创建了三个物理体bodyA、bodyB和bodyC，并为它们都设置了相同的label。然后，通过Matter.Constraint.create创建了它们之间的约束。在setTimeout回调函数中，我们通过Matter.Composite.allBodies(engine.world).filter()方法筛选出所有label为”my-constrained-group”的物理体，并使用Matter.Body.translate(body, { x: 200, y: 100 })对它们进行整体平移。
Matter.Body.translate与Matter.Body.setPosition的区别
- Matter.Body.translate(body, vector): 将物理体当前位置加上给定的向量vector，实现相对位移。此操作会更新物理体的速度，使得移动更为自然，并且在约束系统下，更容易保持其内部结构。
- Matter.Body.setPosition(body, position): 将物理体直接设置到指定的绝对位置position。这是一种瞬时“传送”行为，会直接覆盖物理体当前位置，可能导致速度瞬间为零或产生巨大的瞬时力，从而引起约束系统的剧烈反应。
因此，对于需要保持内部约束关系的物理体组，Matter.Body.translate是更优的选择。
注意事项与最佳实践
- 标签管理：为每个独立的约束连接体组分配一个独特的标签是关键。这使得您可以精确地控制哪个组被移动，而不会影响到其他物理体。
- 平移向量：Matter.Body.translate接受一个包含x和y属性的对象作为平移向量。这些值表示物理体在X轴和Y轴上需要移动的距离。
- 性能考量：对于包含大量物理体的复杂场景，在每一帧中频繁地对大量物理体进行遍历和平移操作可能会对性能产生轻微影响。但在大多数常规应用中，这种方法是高效且可接受的。
- 避免移除和重新应用约束：本文介绍的方法避免了在移动过程中移除和重新应用约束的复杂操作，这大大简化了代码逻辑，并减少了潜在的错误。
总结
在Matter.js中移动由约束连接而非复合体构成的物理体组时，直接使用setPosition可能导致不自然的运动。正确的做法是利用物理体的label属性来标识一个组，并通过Matter.Body.translate方法对该组内的所有物理体进行统一的相对平移。这种方法不仅能够保持约束连接体组的完整性，实现平滑自然的移动，还能避免复杂且低效的约束移除与重建操作，是处理此类移动需求的专业且高效的解决方案。