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9. 2D碰撞与物理

EVOCOSMOS2026/4/14大约 7 分钟

2D碰撞与物理

本章是游戏互动的基础——碰撞检测和物理系统。角色踩地面、子弹打敌人、角色被推开，这些都需要碰撞和物理来实现。

碰撞检测——一切互动的基础

在游戏世界里，两个东西"撞在一起"就叫碰撞。碰撞是战斗、拾取物品、触发事件的基础。

碰撞层与碰撞掩码

Godot 中碰撞检测的核心概念：

概念比喻说明
碰撞层（Collision Layer）身份标签"我是什么"——决定别人能不能检测到我
碰撞掩码（Collision Mask）感知范围"我能感知谁"——决定我能和谁碰撞

用生活比喻理解

想象一个邮局：

  • 碰撞层 = 你的身份标签（你是"普通信件"还是"包裹"）
  • 碰撞掩码 = 你的投递范围（你能送到"本市"还是"全国"）

只有当 A 的碰撞掩码包含 B 的碰撞层时，A 才能检测到和 B 碰撞。

常用碰撞层设置

层编号名称说明
1玩家玩家角色
2敌人敌方单位
3世界墙壁、地面、障碍物
4子弹玩家和敌人的子弹
5拾取物金币、血瓶、道具

设置路径：选中节点 → 属性面板 → Collision → Layer 和 Mask

三种物理节点

Godot 提供三种 2D 物理节点，各有各的用途：

节点比喻用途受力影响
CharacterBody2D你自己走路玩家、敌人（需要主动控制的）不受，靠代码控制移动
RigidBody2D掉落的球箱子、球、可以被推的东西受重力和碰撞力影响
StaticBody2D地面/墙壁地面、墙壁、平台（不会动的）不受

CharacterBody2D —— 主动控制的角色

CharacterBody2D 是最常用的物理节点，玩家和 AI 敌人一般都用它。它的移动完全由代码控制，不会被别的物体撞飞。

C#
// 玩家角色移动（最基础的版本）
using Godot;

public partial class Player : CharacterBody2D
{
    private const float Speed = 300.0f;
    private const float JumpVelocity = -400.0f;
    private float _gravity = ProjectSettings.GetSetting("physics/2d/default_gravity").AsSingle();

    public override void _PhysicsProcess(double delta)
    {
        Vector2 velocity = Velocity;

        // 重力
        if (!IsOnFloor())
            velocity.Y += _gravity * (float)delta;

        // 跳跃
        if (Input.IsActionJustPressed("ui_accept") && IsOnFloor())
            velocity.Y = JumpVelocity;

        // 左右移动
        Vector2 direction = Input.GetVector("ui_left", "ui_right", "ui_up", "ui_down");
        velocity.X = direction.X * Speed;

        Velocity = velocity;
        MoveAndSlide();
    }
}

RigidBody2D —— 被物理推动的物体

RigidBody2D 会受重力和碰撞力的影响，像真实世界中的物体一样运动。适合用来做可以被推动的箱子、掉落的石头、弹飞的物体。

C#
// 可推动的箱子
using Godot;

public partial class PushableBox : RigidBody2D
{
    // 设置模式为 Rigid（刚体），让它受力影响
    // 在编辑器中设置：Mass = 5（比较重）、Gravity Scale = 1

    public override void _Ready()
    {
        // 确保不会一直旋转
        AngularDamp = 10.0f;
    }
}

StaticBody2D —— 不会动的环境

地面、墙壁、平台都用 StaticBody2D。它们不会移动，但其他物体会和它们碰撞。

场景结构示例：
Level (Node2D)
├── Ground (StaticBody2D)          ← 地面
│   ├── CollisionShape2D           ← 碰撞形状
│   └── Sprite2D                   ← 外观
├── Wall (StaticBody2D)            ← 墙壁
│   ├── CollisionShape2D
│   └── Sprite2D
└── Platform (StaticBody2D)        ← 平台
    ├── CollisionShape2D
    └── Sprite2D

Area2D —— 不会阻挡但能检测

Area2D 不会产生物理碰撞（角色不会撞到 Area2D 停下来），但能检测到"有什么东西进入了这个区域"。适合用来做：

  • 触发区域：玩家走到某个位置触发事件
  • 攻击判定：攻击时在前方生成一个短暂的区域
  • 拾取物：金币、道具的检测范围
  • 陷阱：玩家踩到后触发伤害
C#
// 金币拾取区域
using Godot;

public partial class Coin : Area2D
{
    public override void _Ready()
    {
        // 连接信号：有物体进入这个区域时触发
        BodyEntered += OnBodyEntered;
    }

    private void OnBodyEntered(Node2D body)
    {
        if (body.IsInGroup("players"))
        {
            // 给玩家加分
            body.Call("AddScore", 10);
            // 金币消失
            QueueFree();
        }
    }
}

碰撞形状（CollisionShape2D）

每个物理节点都需要一个 CollisionShape2D 来定义碰撞的"形状"。

常用形状

形状适用场景说明
RectangleShape2D方块角色、地面、墙壁最常用，性能最好
CircleShape2D球、圆形角色性能好，适合弹幕类
CapsuleShape2D人形角色头圆脚圆中间方，最接近人形
PolygonShape2D不规则地形可以画任意形状，但性能较差

提示

碰撞形状不需要和图片形状完全一致。用一个简化的形状（比如用矩形代替复杂角色），既能保证碰撞准确，又能提升性能。

一面穿过的平台（单向平台）

很多平台跳跃游戏需要"从下面可以跳上去，从上面会踩住"的平台：

  1. 给平台的 CollisionShape2D 勾选 One Way Collision
  2. 角色从下方跳上来时能穿过，落在上面时正常站立
C#
// 按下键穿过平台（下跳）
public override void _PhysicsProcess(double delta)
{
    // 按住"下"键时，暂时禁用与平台的碰撞
    if (Input.IsActionPressed("ui_down"))
    {
        // 设置所有单向平台在这个帧不产生碰撞
        SetDeferred("collision_mask", 0); // 临时禁用
    }
}

战斗系统中的碰撞

近战碰撞（平台跳跃/动作游戏）

玩家攻击时，在角色前方生成一个短暂的"攻击判定区域"：

C#
// 攻击判定
public void Attack()
{
    var hitbox = GetNode<Area2D>("HitboxArea2D");
    var bodies = hitbox.GetOverlappingBodies();
    foreach (var body in bodies)
    {
        if (body.IsInGroup("enemies"))
        {
            body.Call("take_damage", 10);
        }
    }
}

子弹碰撞（射击游戏）

子弹飞行并检测碰撞：

C#
// 子弹飞行与碰撞
using Godot;

public partial class Bullet : Area2D
{
    private const float Speed = 600.0f;

    public override void _PhysicsProcess(double delta)
    {
        Position = new Vector2(Position.X + Speed * (float)delta, Position.Y);
    }

    // 当子弹碰到其他物体时触发
    private void OnBodyEntered(Node2D body)
    {
        if (body.IsInGroup("enemies"))
        {
            body.Call("take_damage", 25);
        }
        QueueFree(); // 子弹消失
    }
}

回合制战斗（RPG/卡牌）

回合制不需要实时碰撞检测，而是通过 UI 按钮触发：

C#
// 简单的回合制攻击
public async void PlayerAttack()
{
    int damage = _playerAttackPower + (int)GD.RandRange(-3, 3);
    _enemyHp -= damage;
    ShowDamageText(damage);

    if (_enemyHp <= 0)
    {
        ShowMessage("敌人被击败了！");
        GainExperience(50);
    }
    else
    {
        await ToSignal(GetTree().CreateTimer(0.5), SceneTreeTimer.SignalName.Timeout);
        EnemyTurn();
    }
}

public void EnemyTurn()
{
    int damage = _enemyAttackPower + (int)GD.RandRange(-2, 2);
    _playerHp -= damage;
    ShowDamageText(damage);

    if (_playerHp <= 0)
    {
        ShowGameOver();
    }
}

胜利与失败判定

失败条件

C#
// 生命值归零
public void TakeDamage(int amount)
{
    _hp -= amount;
    UpdateHpBar();
    if (_hp <= 0)
    {
        GameOver();
    }
}

// 敌人到达终点（塔防类）
public void OnEnemyReachedEnd(Node2D enemy)
{
    _lives -= 1;
    enemy.QueueFree();
    if (_lives <= 0)
    {
        GameOver();
    }
}

胜利条件

C#
// 所有敌人消灭
public void OnEnemyDied()
{
    _enemyCount -= 1;
    if (_enemyCount <= 0)
    {
        Victory();
    }
}

// 到达终点（平台跳跃）
public void OnGoalReached()
{
    Victory();
}

下一章

碰撞和物理搞定了，接下来是游戏的 UI 界面。

→ 10. 游戏 UI 界面

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贡献者: zefeng.peng,bobokaka
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