帧率独立重力

Question

我遇到了重力随帧速率变化而严重变化的问题。当我以 160 fps 的速度跑步时，我的玩家在空中跳跃了几米然后摔倒，但在大约 10 fps 的速度下，我的玩家跳跃了半米然后摔倒。我的重力代码如下：

public void fall(long delta) {
    float increase = acceleration * ((delta) / 1000000000); //changes delta time (nanoseconds) to seconds
    if(player.y + velocity + increase < -1.15f) {
        if(velocity + inc < terminal_velocity) {
            velocity += inc;
        }
        player.y += velocity;
    }else{
        player.y = -1.15f;
        velocity = 0;
    }
}

我称之为：

while(!close_request) {
        now = getTime();
        int delta = getDelta(now);

        player.fall(delta);

        ........other functions.........

    }

我认为实施 delta 可以防止玩家改变速度过快或过慢，但实际上它让情况变得更糟了一些。我认为这是因为随着帧之间的时间增加，速度的增加也会导致玩家异常快速地摔倒。这是因为随着 FPS 的增加，玩家会跳得更高、更高。有什么想法吗？

Answer 1

你的问题出在这一行：

player.y += velocity;

没有考虑到速度是“距离除以时间”。

您正确地模拟了加速：

v = u + a * t   // v = current velocity, a = acceleration, t = time

但不是距离，对于足够小的delta 来说是：

delta_s = v * delta_t

您需要将velocity 乘以delta，然后再将其添加到该位置。

Answer 2

您没有正确建模物理。假设 dt 足够小，这将提供一个“足够好”的近似值。

curV     // current velocity
accel    // global acceleration constant
terminal // terminal velocity for object
dt       // delta time in seconds

fall(dt):
    deltaV = accel * dt                  // Change in velocity in a vacuum
    newV = curV + deltaV                 // New velocity 
    if (newV < terminal) newV = terminal // Don't exceed downwards terminal velocity
    y = y + dt * (curV+newV)/2           // New position
    curV = newV                          // Save new velocity as current

它忽略了当您接近终端速度时加速度降低等复杂性。这和你的最大区别在于dt的出现两次，一次是在计算deltaV，然后又是在计算新的垂直位置。