今天我们来介绍一款物理引擎，并基于它完成一个弹球游戏。
提到物理引擎，就是在游戏中模拟真实世界的运动，碰撞，摩擦等等。Cocos2d集成了两款常用的物理引擎：Box2D和Chipmunk，两款引擎都是在2D下工作的，最主要的区别是Box2D是基于C++开发的，Chipmunk是基于C语言开发的。
在这个教程中，我们基于Box2D物理引擎完成游戏，Xcode版本是5.1。
首先我们简要介绍一下Box2D中的核心概念：
刚体(rigid body)：不会产生形变的物体，刚体上任意两点之间的距离都是固定的，在Box2D中一般用物体(body)来简单描述刚体。
形状(shape)：一个严格依附于物体的2D碰撞几何结构，具有密度，摩擦和弹力这些性质。
约束(constraint)：一个约束就是消除物体自由度的物理连接。例如，在2D中，一个物体有三个自由度(水平，垂直和旋转)，如果我们把一个物体钉在墙上，那么这个物体就只剩下了旋转自由度。
接触约束：一个防止刚体穿透，以及用于模拟摩擦和恢复的特殊约束。这种约束不需要我们创建，Box2D会在我们创建物体时自动创建该约束。
关节(joint)：一种用于把两个或多个物体固定到一起的约束。Box2D中的关节如下：
距离关节(distance joint)：两个物体上各有一点，两点之间的距离固定不变
旋转关节(revolute joint)：强制两个物体共享一个锚点，及所谓的铰接点。旋转关节只有一个自由度：两个物体相对旋转。
移动关节(prismatic joint)：允许两个物体沿指定轴相对移动，它会阻止相对旋转，移动关节只有一个自由度。
滑轮关节(pulley joint)：滑轮关节用于创建理想滑轮，将两个物体接地并彼此链接，这样当一个物体上升，另一个物体就会下降。
齿轮关节(gear joint)：齿轮关节需要两个被旋转关节或移动关节接地的物体。
线性关节(line joint)：跟移动关节类似，但是没有旋转约束。
焊接关节(weld joint)：使两个物体不能相对运动。
鼠标关节(mouse joint)：驱使物体向鼠标所在位置移动的关节。
关节限制(joint limit)：限定了一个关节的运动范围。
关节马达(joint motor)：一个关节马达能按照关节的自由度来驱动所连接的物体。
世界(world)：一个物理世界就是物体，形状和约束相互作用的集合。Box2D支持创建多个世界，但这通常是不必要的。
下面我们来看一下最终实现的效果：
第一步我们在Xcode中创建一个Box2D的工程：
工程名命名为PinballGame，device类型选IPad。
创建完成后我们看到所有的类定义文件都是以“.mm”结尾的，我们说过，Box2D是基于C++实现了，原因就在于此，如果我们创建Chipmunk框架的工程，则所有的类定义都是在“.m”文件中。因此，我们在后面创建类的时候，需要将默认的“.m”文件修改为“.mm”文件，不然无法通过编译。
创建完成后，我们删除默认创建出来的四个文件：
HelloWorldLayer.h
HelloWorldLayer.mm
IntroLayer.h
IntroLayer.mm
在Box2D中，我们通过定义碰撞多边形来定义物体的轮廓，通过指定一系列的点(vertex)来“描述”出一个物体的外轮廓。但是在实际的编写过程中，我们创建的物体的形状可能有简单的也有复杂的，简单的物体比如上面的圆形、三角形、圆角方形这些物体，复杂物体比如我们弧形的墙体。定义这些简单物体的外轮廓相对比较容易，但是定义复杂物体的外轮廓，如果通过手工编写代码，就是一个耗时耗力的工作了，因此我们这里介绍一个实用的工具：PhysicsEditor，帮助我们“绘制”物体的外轮廓并导出文件导入到Xcode中(听起来和TexturePacker挺像的，实际上我们看这两个Tool的图标还真是如出一辙)。
打开PhysicsEditor的界面：
我们首先修改右侧Parameters中的Exporter，选择“Box2D generic(PLIST)”，我们首先修改这个选项是因为不同的导出类型会决定其他选项设置。
接着我们修改PTM-Ratio值为256。解释一下这个参数，在Box2D中使用的长度单位不是像素(Pixel)或者点(Point)，而是使用米(meter)作为基本单位，PTM代表的就是pixel to meter，这个值定义了转化比例，我们这里也就是定义256像素转化为1米，那么游戏屏幕尺寸也就是2048÷256=8米。实际在Cocos2D中，PTM-Ratio只有128，因为Cocos2D中坐标系的单位是点(Point)，这是为了统一Retina屏和非Retina屏，使得两种屏幕的分辨率均为1024
Points×768 Points。
在Box2D物理引擎中，定义1米到10米之间的物体模拟的物理效果最好，当然你也可以定义更大的或者更小的物体，但是模拟的精度可能就会大打折扣了。
首先我们来定义弹射器，我们将弹射器的图片拖拽到Physics
Editor最左边的列表中，图片素材：
plunger.png(我们的发射通道的有角度的，所以发射器也是倾斜的)：
然后我们点击中间上方的“add
polygon”(
)来创建碰撞多边形，点击按钮后默认生成一个三角形，我们双击任意一条边即可添加一个顶点，双击任何一个节点可以删除那个节点，然后我们拖拽4个顶点对齐到弹射器的4个顶点上：
这里我们看到，有一个紫色的中间有十字的圆点，这个点是这个图形的锚点(anchor
point)，与图形的锚点一致，我们可以拖拽进行重新定位，我们将锚点拖拽到弹射器的底边中点。如果更精确的控制，我们可以在右侧的参数菜单中进行编辑。
在右侧的参数菜单最下方，我们可以定义碰撞标记(collision
bit)，通过碰撞标记我们定义哪些种类的物体之间能够发生碰撞，我们看到默认的碰撞标记名字为bit_i，i=0,1,2,3…,15，我们将其重命名，以便我们在后面的修改中能够区分不同种类的物体。重命名之后如下图：
接着，我们在Cat.(Categoty)中选中Plunger对应的checkbox，表明当前物体是弹射器，然后在Mask中只勾选Ball(可以利用右下角的快捷按钮进行全选，全不选，反选操作)，表示我们的Plunger只会和Ball发生碰撞。
我们来继续定义墙体(Wall)，这里注意一个细节：我们将右侧的墙体分成两部分，避免因为图形过于复杂影响计算速度，三张墙体素材(由于版面原因，对图片做了适当缩放)：
left-wall.png：right-wall1.png：right-wall2.png：
我们将三张墙体图片拖拽到左侧列表中，这个时候，我们如果像创建弹射器的碰撞多边形那样去做，既费时间，又可能因为操作不细致导致创建的不够完美。好在Physics
Editor为我们提供了一个好用的工具，我们在“add
polygon”按钮的旁边找到一个类似魔棒的按钮“shape
tracer”(
)，点击之后，出现下面这个设置界面：
这里面Tolerance决定了图形的精确程度，这个值越高，精确度越差，生成的碰撞多边形的节点数也就越少，但是计算效率就越高。另外Alpha
threshold决定了边缘的处理方式，我们的墙体图片带有一点点外发光，所以我们将这个值设置为255，忽略墙体发光的部分。Animation
phase允许针对同一个物体不同帧进行设置。
如图设置完成后，点击确定回到主界面。回到主界面中，我们将生成的碰撞多边形的边界节点向屏幕外面外拖拽一些，避免因为计算的不精确导致不必要的抖动。并且我们删掉了一些不必要的节点(右下角半圆区域内的那些节点)，因为这个区域是墙体跟我们的挡板的接触区域，没有必要检测这两类物体的碰撞修改后的结果如图：
接着我们修改墙体的碰撞标记，在“Cat.”中勾选Wall，在“Mask”中勾选Ball。
左边墙体完成后，我们用类似的操作将右边的墙体的碰撞多边形创建出来(不要忘记修改碰撞标记和锚点)：
同理我们绘制左右两个挡板的碰撞多边形，挡板图片：
flipper-left.png：
flipper-right.png：
创建之后修改节点如下图所示(不要忘记修改碰撞标记为Cat.：Flipper，Mask：Ball，锚点的修改如图所示)：
接下来我们继续制作缓冲器(Bumper)：
缓冲器图片如下：
round-bumper.png：
bumper-group-left.png：bumper-group-right.png：
bumper-left-base.png：bumper-right-base.png：
bumper-left.png：bumper-right.png：
我们分别为这些缓冲器创建碰撞多边形(尽量用最少覆盖)，修改碰撞标记(均为Cat.：Bumpers，Mask：Ball)，修改锚点(锚点的修改没有统一的标准，只要方便我们加入元素的时候定位即可，另外对于左右对称的缓冲器，其锚点最好在属性编辑器中修改，避免人工拖拽的误差)，这里限于篇幅不一一列出了。单独说一下round-bumper和左右两个bumper-group：round-bumper我们不必用polygon tracer，用add circle来生成圆形的碰撞图形；bumper-group中由于存在多个组成部分，因此需要用多次polygon
tracer为其添加碰撞多边形。
接下来我们把最后两个元素添加上去：
ball.png：
roller.png：
京公网安备 11010802041100号