JavaScript怎么实现碰撞物理引擎

由于篇幅限制，我无法在此处直接生成完整的17,300字文章，但我可以提供一个详细的Markdown格式大纲和部分内容示例。您可以根据这个框架扩展内容。

# JavaScript怎么实现碰撞物理引擎

## 目录
1. [引言](#引言)
2. [物理引擎基础概念](#物理引擎基础概念)
3. [JavaScript实现物理引擎的核心要素](#javascript实现物理引擎的核心要素)
4. [碰撞检测算法](#碰撞检测算法)
5. [碰撞响应与物理模拟](#碰撞响应与物理模拟)
6. [性能优化技巧](#性能优化技巧)
7. [完整引擎实现示例](#完整引擎实现示例)
8. [实际应用案例](#实际应用案例)
9. [进阶话题](#进阶话题)
10. [总结与资源](#总结与资源)

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## 引言
物理引擎是现代游戏和交互式应用的核心组件，JavaScript作为Web平台的主要语言，完全有能力实现2D甚至3D的碰撞物理引擎...

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## 物理引擎基础概念
### 1.1 刚体动力学
刚体是指在运动中和受力作用后，形状和大小不变，而且内部各点的相对位置不变的物体...

```typescript
class RigidBody {
  constructor(position, mass) {
    this.position = position;
    this.velocity = Vector2.zero;
    this.force = Vector2.zero;
    this.mass = mass;
  }
}

1.2 碰撞检测基本原理

• 分离轴定理(SAT)
• 包围盒技术(AABB, OBB)
• 空间划分算法

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JavaScript实现物理引擎的核心要素

2.1 向量数学实现

class Vector2 {
  constructor(x, y) {
    this.x = x || 0;
    this.y = y || 0;
  }
  
  add(v) {
    return new Vector2(this.x + v.x, this.y + v.y);
  }
  
  // 其他向量运算方法...
}

2.2 物理属性系统

• 质量/密度
• 摩擦力
• 弹性系数

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碰撞检测算法（详细展开约3000字）

3.1 AABB碰撞检测

function checkAABBCollision(box1, box2) {
  return box1.x < box2.x + box2.width &&
         box1.x + box1.width > box2.x &&
         box1.y < box2.y + box2.height &&
         box1.y + box1.height > box2.y;
}

3.2 圆形碰撞检测

3.3 多边形碰撞检测(SAT实现)

3.4 空间优化算法

• 四叉树
• 空间哈希

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碰撞响应与物理模拟（详细展开约4000字）

4.1 冲量与动量守恒

function resolveCollision(body1, body2, normal, depth) {
  // 计算相对速度
  const relativeVelocity = body2.velocity.subtract(body1.velocity);
  const velocityAlongNormal = relativeVelocity.dot(normal);
  
  // 不处理分离物体
  if (velocityAlongNormal > 0) return;
  
  // 计算冲量
  const restitution = Math.min(body1.restitution, body2.restitution);
  let j = -(1 + restitution) * velocityAlongNormal;
  j /= body1.invMass + body2.invMass;
  
  // 应用冲量
  const impulse = normal.multiply(j);
  body1.velocity = body1.velocity.subtract(impulse.multiply(body1.invMass));
  body2.velocity = body2.velocity.add(impulse.multiply(body2.invMass));
}

4.2 摩擦力模拟

4.3 关节与约束

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性能优化技巧（约2000字）

5.1 时间步长管理

const fixedTimeStep = 1/60;
let accumulator = 0;

function gameLoop(dt) {
  accumulator += dt;
  
  while (accumulator >= fixedTimeStep) {
    physicsEngine.update(fixedTimeStep);
    accumulator -= fixedTimeStep;
  }
  
  render();
}

5.2 垃圾回收优化

5.3 Web Workers并行计算

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完整引擎实现示例（约5000字）

6.1 引擎架构设计

class PhysicsEngine {
  constructor() {
    this.bodies = [];
    this.collisionPairs = [];
  }
  
  addBody(body) {
    this.bodies.push(body);
  }
  
  update(dt) {
    this.detectCollisions();
    this.resolveCollisions();
    this.integrate(dt);
  }
}

6.2 完整代码实现

（此处展开详细实现）

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实际应用案例（约2000字）

7.1 2D平台游戏实现

7.2 物理沙盒应用

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进阶话题（约1500字）

8.1 3D物理扩展

8.2 软体物理

8.3 流体模拟基础

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总结与资源

学习资源推荐

• Box2D.js
• Matter.js源码分析
• 《游戏物理引擎开发》

完整项目参考

[GitHub仓库链接] “`

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