0

0

c++如何实现一个简单的空间哈希(Spatial Hashing)_c++游戏开发碰撞检测优化【算法】

尼克

尼克

发布时间:2026-01-03 15:18:09

|

839人浏览过

|

来源于php中文网

原创

空间哈希通过网格划分将碰撞检测复杂度从O(n²)降至近似O(n),核心是合理设置网格尺寸(如64像素)并用线性键编码坐标(如gy×1000+gx)实现高效映射与查询。

c++如何实现一个简单的空间哈希(spatial hashing)_c++游戏开发碰撞检测优化【算法】

空间哈希的核心思想是:把连续的二维(或三维)空间划分成规则网格,每个网格用一个整数坐标(如 (gx, gy))标识,再把物体按其中心或包围盒映射到对应网格中;碰撞检测时只检查同一网格或邻近网格内的物体对,大幅减少 O(n²) 检查量。

1. 确定网格大小(Cell Size)

网格尺寸是关键参数——太小会导致大量空桶和哈希冲突;太大则退化为全局检测。一般设为略大于游戏中「最常见碰撞体的平均尺寸」,例如角色宽高约 32×32 像素,可取 cellSize = 64。

  • 固定尺寸更简单:`const float CELL_SIZE = 64.0f;`
  • 避免浮点误差:用 `floor` 或整数截断,而非 `(int)` 强转
  • 若物体尺寸差异极大(如子弹 vs 地形),可考虑多层哈希或混合方案(但简单场景不推荐)

2. 哈希键的设计与存储

不用真正调用 std::hash,而是将网格坐标 (gx, gy) 编码为唯一整数键(如 Z-order 或线性索引),再用 std::unordered_map 存储该格子内的物体指针。

推荐线性键(简单、无碰撞、易调试):

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

魔珐星云
魔珐星云

无需昂贵GPU,一键解锁超写实/二次元等多风格3D数字人,跨端适配千万级并发的具身智能平台。

下载
int getHashKey(int gx, int gy) {
    return gy * 1000 + gx; // 假设地图宽度 < 1000,避免冲突
}

或者用 std::pair 直接作 key(需提供 hash 特化,稍麻烦但语义清晰):

struct GridHash {
    size_t operator()(const std::pair& p) const {
        return (static_cast(p.first) << 20) ^ p.second;
    }
};
std::unordered_map, std::vector, GridHash> grid;

3. 插入与更新物体

每个物体需维护其当前占据的网格范围(通常由 AABB 决定)。插入时计算其覆盖的所有网格,把指针加入对应桶中。

  • 对物体 AABB 的左下、右上角分别做网格坐标转换:gx = static_cast(floor(pos.x / CELL_SIZE));
  • 遍历从 (min_gx, min_gy)(max_gx, max_gy) 的所有网格,调用 grid[make_pair(gx,gy)].push_back(obj);
  • 移动物体时,先清空旧位置(需记录上一帧的网格范围),再重新插入新位置 —— 不建议每帧全清空重建

4. 碰撞查询(Broad Phase)

对每个物体 A,只检查它所在及周围 8 个网格(3×3 区域)中的其他物体 B,再用精确碰撞(如 AABB 或 Circle 检测)过滤。

  • 先算出 A 当前覆盖的网格范围 [gx_min, gx_max] × [gy_min, gy_max]
  • 循环这 9 个网格(注意边界检查,防止访问不存在的 key)
  • 对每个桶内物体,跳过自身(if (b != a)),并避免重复配对(如仅当 b > a 按地址比较)
  • 返回的是候选对列表,后续交给 narrow phase 处理

基本上就这些。空间哈希不是黑魔法,它依赖“物体分布相对均匀”和“网格尺寸合理”。上线前务必用实际场景数据 profile 网格命中率和桶平均长度,调整 CELL_SIZE 是最有效的优化手段。

相关文章

c++速学教程(入门到精通)
c++速学教程(入门到精通)

c++怎么学习?c++怎么入门?c++在哪学?c++怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了c++速学教程(入门到精通),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

相关专题

更多
css中float用法
css中float用法

css中float属性允许元素脱离文档流并沿其父元素边缘排列,用于创建并排列、对齐文本图像、浮动菜单边栏和重叠元素。想了解更多float的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

554

2024.04.28

C++中int、float和double的区别
C++中int、float和double的区别

本专题整合了c++中int和double的区别,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

95

2025.10.23

if什么意思
if什么意思

if的意思是“如果”的条件。它是一个用于引导条件语句的关键词,用于根据特定条件的真假情况来执行不同的代码块。本专题提供if什么意思的相关文章,供大家免费阅读。

715

2023.08.22

c语言const用法
c语言const用法

const是关键字,可以用于声明常量、函数参数中的const修饰符、const修饰函数返回值、const修饰指针。详细介绍:1、声明常量,const关键字可用于声明常量,常量的值在程序运行期间不可修改,常量可以是基本数据类型,如整数、浮点数、字符等,也可是自定义的数据类型;2、函数参数中的const修饰符,const关键字可用于函数的参数中,表示该参数在函数内部不可修改等等。

520

2023.09.20

string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

313

2023.08.02

int占多少字节
int占多少字节

int占4个字节,意味着一个int变量可以存储范围在-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值,在某些情况下也可能是2个字节或8个字节,int是一种常用的数据类型,用于表示整数,需要根据具体情况选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和性能。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

524

2024.08.29

c++怎么把double转成int
c++怎么把double转成int

本专题整合了 c++ double相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

49

2025.08.29

C++中int的含义
C++中int的含义

本专题整合了C++中int相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

190

2025.08.29

php源码安装教程大全
php源码安装教程大全

本专题整合了php源码安装教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

194

2025.12.31

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
最新Python教程 从入门到精通
最新Python教程 从入门到精通

共4课时 | 0.6万人学习

Rust 教程
Rust 教程

共28课时 | 4.1万人学习

Git 教程
Git 教程

共21课时 | 2.4万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号