ブロックくずしを作る８「ブロックと球の衝突処理」

// 衝突前の速度
Ball.VX = 30;
Ball.VY = 10;

if ( check_hit_cornor() == true ){
  // 角で衝突したので、XYを入れ替えて、反転する
  let newVX = -Ball.VY;
  let newVY = -Ball.VX;
  Ball.VX = newVX;
  Ball.VY = newVY;
}

/**
 * 円が長方形の左上の角に衝突しているかチェックする
 * @param c 円
 * @param rect 長方形 
 */
function hit_left_top_cornor(c: Circle, rect: Rectangle) {
    let yTop = rect.Top - c.Y;
    let xLeft = rect.Left - c.X;
    // 円の中心座標が、長方形の左上の角よりさらに左上にあるときだけが、左上と衝突している。
    if ( yTop >= 0 && xLeft >= 0){
        // 円の中心と角と距離は円の半径より小さいとき、衝突している。
        if ( yTop * yTop + xLeft * xLeft <= c.Radius * c.Radius ){
            return true;
        }
    }
    return false;
}

/**
 * 円が(vx,vy)の速度で移動している時に、長方形の左上の角に衝突／かすめている／未衝突をチェックする
 * 
 * @param vx 円のX方向速度
 * @param vy 円のY方向速度
 * @param c 円
 * @param rect 長方形 
 * @returns 
 */
function hit_or_graze_left_top_corner(vx: number, vy: number, c: Circle, rect: Rectangle) {
    let yTop = rect.Top - c.Y;
    let xLeft = rect.Left - c.X;
    // 円の中心座標が、長方形の左上の角よりさらに左上にあるときだけが、左上と衝突している。
    if (yTop >= 0 && xLeft >= 0) {
        // 円の中心と角と距離は円の半径より小さいとき、衝突している。
        if (yTop * yTop + xLeft * xLeft <= c.Radius * c.Radius) {
            if (vx >= 0) {
                if (vy >= 0) {
                    return "HitCorner";   // 衝突した
                }
                else {
                    return "HitLeft";  // かすめている：左辺に衝突しているとして扱う
                }
            }
            else if (vy >= 0) {
                return "HitTop"; // かすめている：上辺に衝突しているとして扱う
            }
        }
    }
    return "NotHit"; // 衝突していない
}

function hit_or_graze_right_top_corner(vx: number, vy: number, c: Circle, rect: Rectangle) {
    let yTop = rect.Top - c.Y;
    let xRight = c.X - rect.Right;
    // 円の中心座標が、長方形の右上の角よりさらに右上にあるときだけが、右上と衝突している。
    if (yTop >= 0 && xRight >= 0) {
        // 円の中心と角と距離は円の半径より小さいとき、衝突している。
        if (yTop * yTop + xRight * xRight <= c.Radius * c.Radius) {
            if (-vx >= 0) {
                if (vy >= 0) {
                    return "HitCorner";   // 衝突した
                }
                else {
                    return "HitRight";  // かすめている；右辺に衝突しているとして扱う
                }
            }
            else if (vy >= 0) {
                return "HitTop"; // かすめている：上辺に衝突しているとして扱う
            }
        }
    }
    return "NotHit"; // 衝突していない
}

function hit_or_graze_top_corner(vx: number, vy: number, c: Circle, rect: Rectangle) {
    let yTop = rect.Top - c.Y;
    let xLeft = rect.Left - c.X;
    let xRight = c.X - rect.Right;

    // X軸方向の判定変数
    let _x = xLeft;
    let _vx = vx;
    if (xLeft < 0) {
        _x = xRight
        _vx = -vx;
    }

    // 円の中心座標が、長方形の左上の角よりさらに左上にあるときだけが、左上と衝突している。
    if (yTop >= 0 && _x >= 0) {
        // 円の中心と角と距離は円の半径より小さいとき、衝突している。
        if (yTop * yTop + _x * _x <= c.Radius * c.Radius) {
            if (_vx >= 0) {
                if (vy >= 0) {
                    return "HitCorner";   // 衝突した
                }
                else {
                    return "HitLeftRight";  // かすめている：左右の辺に衝突しているとして扱う
                }
            }
            else if (vy >= 0) {
                return "HitTop"; // かすめている：上辺に衝突しているとして扱う
            }
        }
    }
    return "NotHit"; // 衝突していない
}

/**
 *  円が(vx,vy)の速度で移動している時に、長方形の角に衝突／かすめている／未衝突をチェックする
 * @param vx 
 * @param vy 
 * @param c 
 * @param rect 
 * @returns 
 */
function hit_or_graze_corner(vx: number, vy: number, c: Circle, rect: Rectangle) {
    let yTop = rect.Top - c.Y;
    let yBottom = c.Y - rect.Bottom;
    let xLeft = rect.Left - c.X;
    let xRight = c.X - rect.Right;

    // X軸方向の判定変数
    let _x = xLeft;
    let _vx = vx;
    if (xLeft < 0) {
        _x = xRight
        _vx = -vx;
    }
    // Y軸方向の判定変数
    let _y = yTop;
    let _vy = vy;
    if (yTop < 0) {
        _y = yBottom;
        _vy = -vy;
    }

    if (_y >= 0 && _x >= 0) {
        // 円の中心と角と距離は円の半径より小さいとき、衝突している。
        if (_y * _y + _x * _x <= c.Radius * c.Radius) {
            // 円の移動方向に応じて、衝突／かすめている／衝突していないを判定する
            if (_vx >= 0) {
                if (_vy >= 0) {
                    return "HitCorner";   // 衝突した
                }
                else {
                    return "HitLeftRight";  // かすめている：左右の辺に衝突しているとして扱う
                }
            }
            else if (_vy >= 0) {
                return "HitTopBottom"; // かすめている：上下の辺に衝突しているとして扱う
            }
        }
    }
    return "NotHit"; // 衝突していない
}

function hit_or_top_and_bototm(vx: number, vy: number, c: Circle, rect: Rectangle) {
    // _x, _y, _vy は、hit_or_graze_cornor()と同じように算出する。
    if (_y >= 0 && _x < 0) {
        // 円の中心と角と距離は円の半径より小さいとき、衝突している。
        if (_y <= c.Radius) {
            // 円の移動方向に応じて、衝突／衝突していないを判定する
            if (_vy >= 0) {
                return "HitTopBottom";   // 衝突した
            }
        }
    }

    return "NotHit"; // 衝突していない
}

/**
 * CollisionCircleToRectangle()の返す判定のtype
 * 
 * HitTopBottom     上辺または下辺と衝突
 * 
 * HitLeftRight     左辺または右辺と衝突
 * 
 * HitCorner        角に衝突
 * 
 * NotHit           衝突しない
 */
type CollisionCircleToRectangleResult
 = 'HitTopBottom' | 'HitLeftRight' | 'HitCorner' | 'NotHit';

/**
 * Circleが(vx,vy)の速度で移動している時に、CircleとRectangleの衝突を判定する
 * @param vx 
 * @param vy 
 * @param c 
 * @param rect 
 * @returns 衝突結果
 */
export function CollisionCircleToRectangle(
    c: Readonly<Circle>, vx: number, vy: number, rect: Readonly<Rectangle>)
    : CollisionCircleToRectangleResult {
    let yTop = rect.Top - c.Y;
    let yBottom = c.Y - rect.Bottom;
    let xLeft = rect.Left - c.X;
    let xRight = c.X - rect.Right;

    // X軸方向の判定変数
    let _x = xLeft;
    let _vx = vx;
    if (xLeft < 0) {
        _x = xRight
        _vx = -vx;
    }
    // Y軸方向の判定変数
    let _y = yTop;
    let _vy = vy;
    if (yTop < 0) {
        _y = yBottom;
        _vy = -vy;
    }

    if (_y >= 0) {
        if (_x >= 0) {
            // _y >=0 && _x >=0 => 角と衝突している可能性がある
            // 円の中心と角と距離は円の半径より小さいとき、衝突している。
            if (_y * _y + _x * _x <= c.Radius * c.Radius) {
                // 円の移動方向に応じて、衝突／かすめている／衝突していないを判定する
                if (_vx >= 0) {
                    if (_vy >= 0) {
                        return "HitCorner";   // 角に衝突した
                    }
                    else {
                        return "HitLeftRight";  // かすめている：左右の辺に衝突として扱う
                    }
                }
                else if (_vy >= 0) {
                    return "HitTopBottom"; // かすめている：上下の辺に衝突として扱う
                }
            }
        }
        else {
            // _y >=0 && _x < 0 => 上辺・下辺と衝突している可能性がある
            // 円の中心と角と距離は円の半径より小さいとき、衝突している。
            if (_y <= c.Radius) {
                // 円の移動方向に応じて、衝突／衝突していないを判定する
                if (_vy >= 0) {
                    return "HitTopBottom";   // 上辺・下辺に衝突した
                }
            }
        }
    }
    else {
        if (_x >= 0) {
            // _y < 0 && _x >= 0 => 左辺・右辺と衝突している可能性がある
            // 円の中心と角と距離は円の半径より小さいとき、衝突している。
            if (_x <= c.Radius) {
                // 円の移動方向に応じて、衝突／衝突していないを判定する
                if (_vx >= 0) {
                    return "HitLeftRight";   // 左辺・右辺に衝突した
                }
            }
        }
    }
    return 'NotHit'; // 衝突していない
}