CS Five

碰撞检测 ​

鸟的形状是圆的，管道是锯齿边，但判定只用两个矩形。这套轴对齐包围盒在 Pong 里已经用过，这一讲只多加了一件事：把盒子缩小一点。

AABB 判定 ​

AABB（Axis-Aligned Bounding Box）要求两个盒子都不旋转，于是「是否重叠」退化成四次比较：X 区间有交集，并且 Y 区间也有交集。

lua
-- 两个区间 [a1, a2] 与 [b1, b2] 有交集的条件
-- a1 <= b2 and b1 <= a2

写成嵌套 if 或一行 and 都行，关键是四个不等式必须同时成立。任何一条不成立就说明至少在一个轴上是分离的，直接返回 false。

边表达式说明
leftself.x + 2左边内缩 2 像素
rightself.x + self.width - 2右边内缩 2 像素
topself.y + 2上边内缩 2 像素
bottomself.y + self.height - 2下边内缩 2 像素

用 >= 而不是 >：像素边界刚好贴住也算碰撞。差一个像素在视觉上根本看不出来，判成碰撞对玩家更公平。

内缩的碰撞盒 ​

视觉上的鸟比它实际的像素更「胖」，因为羽毛和轮廓有透明边。如果按外接矩形判定，玩家会觉得明明没碰到就死了。课程把四边各缩 2 像素：

lua
function Bird:collides(pipe)
    local left = self.x + 2
    local right = self.x + self.width - 2
    local top = self.y + 2
    local bottom = self.y + self.height - 2

    return right >= pipe.x and left <= pipe.x + pipe.width
        and bottom >= pipe.y and top <= pipe.y + pipe.height
end

注意右边用的是 width - 2，等价于讲义里的 (x + 2) + (width - 4)：左边加 2、总宽减 4，右边自然内缩 2。把「内缩 2」记成一条规则，比记两个魔数清楚。

内缩多少是手感问题。缩得太多，穿越管道像作弊；缩得太少，玩家会骂判定不公。街机弹幕游戏普遍把判定盒做得比机体小一圈，原因相同。

遍历与早退 ​

碰撞要覆盖每一对管的上下两根。外层遍历管道对，内层判断两根，命中就切状态：

lua
for _, pair in ipairs(self.pipePairs) do
    if self.bird:collides(pair.upper) or self.bird:collides(pair.lower) then
        self:die()
        return
    end
end

return 不能省。die() 会 gStateMachine:change('score')，但当前这一帧的 PlayState:update 还在跑；没有 return，循环会继续命中后面几对管，die() 被调用多次，爆炸音效叠成一片。

pairs 与 ipairs 在这里都能用，因为管道表是连续数组。ipairs 语义更明确：按 1、2、3 遍历，遇到 nil 停止，顺序稳定。

检测对象判定方式结果
上管collides(pair.upper)切 score
下管collides(pair.lower)切 score
地面bird.y + height > 地面顶部切 score
屏幕顶部不判定鸟飞出去也会落回

地面与边界 ​

管道之外还有一条水平判定：鸟的底边低于地面顶部就算坠毁。

lua
if self.bird.y + self.bird.height > VIRTUAL_HEIGHT - 16 then
    self:die()
end

VIRTUAL_HEIGHT - 16 是地面贴图的上边缘。用 VIRTUAL_HEIGHT 会让鸟钻进地面 16 像素才死，视觉上很怪。屏幕顶端不设判定，飞出去也不死，因为重力总会把它带回来——这是原版就有的宽容设计。

延伸：为什么不用圆判定 ​

圆判定看着更贴合鸟的造型，实现却更麻烦：要比较圆心距离与半径和，还得处理管道是矩形的情况。鸟的贴图很窄，矩形近似的误差被内缩抵消掉了，换来的是四次比较就出结果。只有弹幕、物理堆叠这类需要精确接触的场景，才值得上圆形或分体碰撞盒。

另一个选择是逐像素判定，用 ImageData 读 alpha 通道。它精确，但每次检测都要读几十个像素，管道的锯齿边还会让判定形状难以预测；在 2D 小游戏里几乎不会这么干。

延伸：顺序、穿透与调试 ​

  • 先判碰撞，再加分。 这段代码只该出现在 update 里，render 只读不判。同一帧里管道既可能被越过也可能被撞上。先算碰撞再判分数，鸟贴着管口擦过去时不会出现「先加一分再死」的荒唐结果。
  • 穿透是真的会发生。 管道每帧移动约 1 像素（60 × 1/60），而鸟下坠时每帧能有几像素到十几像素；一旦 dt 因为卡顿跳到 0.3 秒，位移接近 200 像素，直接越过整根 70 像素宽的管。这也是 dt = math.min(dt, 1/60) 的第二个理由。

调试时可以画出碰撞盒。在 Bird:render 末尾加一行，就能看见实际判定范围：

lua
love.graphics.rectangle('line', self.x + 2, self.y + 2, self.width - 4, self.height - 4)

记得发布前删掉，或用 DEBUG 开关包起来。判定和绘制用两套坐标时，肉眼对不齐的问题往往只有画出盒子才能发现。若物体速度再高一个数量级，就得换成扫掠判定（把本帧的位移当成线段去求交），AABB 逐帧比较会漏。