为什么完全踩下刹车后盒子一直在移动？答案

【问题标题】：Why does the box keep moving after the brakes are fully applied?为什么完全踩下刹车后盒子一直在移动？
【发布时间】：2019-10-30 17:09:21
【问题描述】：

我做了一个带有二次拖动的最小水平运动模拟器，可以找到here（用左右箭头键控制）。作为练习，除了施加力和阻力之外，我还尝试实施制动。它在按住空格键时起作用，但在释放后，盒子又开始以看似随机的方向低速移动。以下是我认为相关的代码：

let vt = 500 // terminal velocity
let amag = 1000 // magnitude of applied acceleration
let bmag = 1000 // magnitude of brake's acceleration
let drag = amag / (vt*vt) // coeffcient of quadratic drag

let x  = 0 // horizontal position
let vx = 0 // horizontal velocity

function update(timestamp) {
  let dt = ... // compute time delta from timestamp

  // current acceleration
  let ax = (keyStates.ArrowRight * amag) + (keyStates.ArrowLeft * -amag) - (keyStates[' '] * bmag * Math.sign(vx))

  // forward euler method; solves (x'(t), vx'(t)) = (vx(t), ax(t) - drag * vx(t)^2)
  x  += dt * vx
  vx += dt * (ax - Math.sign(vx) * drag * vx * vx)
}

【问题讨论】：

制动应该取决于速度（作为线性摩擦术语）（除非您使用某些火箭发动机主动制动）。如果汽车处于静止状态，则踩刹车不会产生任何加速度。

标签： javascript 2d game-physics differential-equations calculus

【解决方案1】：

缓慢移动时，您的制动幅度大于vx。此外，您的制动力与您移动的方向相反。因此，制动不会 0-out vx，而是会在 0 附近反弹 vx。

例如想象一下bmag = 1、dt = 1 和vx = 2.6。而不是vx 去2.6 -> 1.6 -> 0.6 -> 0，而是去2.6 -> 1.6 -> 0.6 -> -0.4 -> 0.6 -> -0.4...

这在您刹车时并不明显，因为运动会相互抵消，因为它会不断地翻转方向。但是一旦你松开刹车，它会根据时间以0.6 或-0.4 继续，因此你观察到的“看似随机的方向”。

要解决此问题，只需将 vx 清零，而 bmag * dt > vx。

  // current acceleration
  let ax = (keyStates.ArrowRight * amag) + (keyStates.ArrowLeft * -amag);

  // forward euler method; solves (x'(t), vx'(t)) = (vx(t), ax(t) - drag * vx(t))
  x  += dt * vx
  vx += dt * (ax - Math.sign(vx) * drag * vx * vx)

  if (keyStates[' '])
     if (Math.abs(vx) > dt * bmag)
       vx -= dt * bmag * Math.sign(vx);
     else
       vx = 0;

顺便说一句，感谢您提供可重现的示例和相关的小子集。它对潜在的回复者和未来的读者都有帮助。

【讨论】：