Flame引擎中物理碰撞恢复系数的优化实践

问题背景

在使用Flame游戏引擎开发物理效果时，开发者遇到了一个关于碰撞恢复系数(restitution)的典型问题。当为多边形物体设置非零恢复系数时(如0.3)，即使将线性阻尼(linearDamping)和角阻尼(angularDamping)都设为1，摩擦系数(friction)也设为1，物体仍然会出现持续的微小抖动现象。

问题分析

这种现象在物理引擎中并不罕见，特别是在以下情况同时存在时：

1. 较高的恢复系数导致物体碰撞后能量不能完全被吸收
2. 较高的重力加速度使物体获得较大下落速度
3. 多个物体堆叠时产生复杂的相互作用力

当恢复系数设为0时抖动消失，但这又会导致物体失去应有的弹性效果，不符合游戏设计需求。

解决方案探索

经过多次尝试，开发者找到了几种可行的解决方案：

1. 调整摩擦系数接近临界值

将摩擦系数设为接近但不等于1的值(如0.999)，虽然在本案例中效果不明显，但在其他场景下可能有效。

2. 动态调整恢复系数

参考其他物理引擎的经验，可以在物体碰撞次数超过阈值时，动态将恢复系数设为0。这种方法需要：

• 记录每个物体的碰撞次数
• 在适当时候重置恢复系数
• 可能需要自定义碰撞回调

3. 优化重力参数配置（最终方案）

这是最有效的解决方案，具体实现方式：

1. 降低游戏世界的全局重力值
2. 通过gravityScale参数增加特定物体的下落速度
3. 在物体触地瞬间恢复gravityScale配置

这种方法既保持了物体的弹性效果，又避免了抖动问题，使物理表现更加平滑自然。

技术原理

这种解决方案有效的根本原因在于：

• 降低全局重力减少了物体碰撞时的冲击力
• 通过gravityScale的灵活控制，既保证了视觉效果(快速下落)，又避免了物理计算的不稳定
• 触地时恢复配置确保了碰撞能量的合理分配

实践建议

对于Flame引擎中物理效果的优化，建议开发者：

1. 优先考虑调整全局物理参数，如重力值
2. 善用物体的局部参数覆盖全局设置
3. 对于关键物体，考虑使用条件判断动态调整参数
4. 在物理效果和性能之间寻找平衡点

这种参数调优的方法不仅适用于当前案例，也可以推广到其他需要精细控制物理效果的场景中。