XNA-二維空間物體的移動
相信大家在國中的時候就學過幾何數學了，當時或許覺得有趣，也可能認為不知所云！！
不過現在可能需要稍微回想一下了！
在二維空間中物體的移動會有速度，而速度有方向性，在xna中可以用Vector2記錄，Vector2支援許多向量的運算。
假設有一顆紅色的球往右上角移動，他的速度是V，此速度可以分解成x和y的分量，分別是Vx以及Vy，如下圖：
此時我們可以用Vector2中的X與Y來記錄Vx和Vy。
若我們要讓物體往定點移動，假設由A點到B點速率為v（速率v是純量），速度可以由下面的算式得出：
而當物體在向著目的地移動時，BA向量與速度的內積會是正數（如下圖左上），當物體到達目的地時，BA向量與速度的內積會是零，
當物體超過目的地時，BA向量與速度的內積會是負數，（如下圖右下）：
因此我們可以由此關係知道是否已經到達目的地，該停止移動了！
知道以上簡單的幾何數學後，就可以開始設計我們的程式了。
首先設計一個球物件，他是我們的主角，如下：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
namespace WindowsGame1 {
public class Ball : IUpdateable {
private Texture2D image;
public Texture2D Image {
get { return image; }
}
//速度
private Vector2 velocity;
public Vector2 Velocity {
get { return velocity; }
}
//目前位置
private Vector2 position;
public Vector2 Position {
get { return position; }
set { position = value; }
}
//目標位置
private Vector2 destination;
public Vector2 Destination {
get { return destination; }
}
private bool enabled;
private int updateOrder;
public Ball(Texture2D image) {
this.image = image;
velocity = Vector2.Zero;
position = Vector2.Zero;
enabled = true;
updateOrder = 0;
}
/// <summary>
/// 計算前往目標位置所需要的速度
/// </summary>
/// <param name="destination">目標位置</param>
/// <param name="speed">速率</param>
public void MoveTo(Vector2 destination, float speed) {
this.destination = destination;
Vector2 vector = Vector2.Subtract(destination, Position);
float length = vector.Length();
if (length == 0) {
enabled = false;
} else {
float percent = speed / length;
velocity = Vector2.Multiply(vector, percent);
velocity /= 1000f;
enabled = true;
}
}
/// <summary>
/// 是否已經到達
/// </summary>
/// <returns>到達回傳true，否則回傳false</returns>
private bool isArrive() {
if (Vector2.Dot(Vector2.Subtract(destination, position), velocity) <= 0) {
return true;
} else return false;
}
#region IUpdateable 成員
public bool Enabled {
get { return enabled; }
}
public event EventHandler EnabledChanged;
public void Update(GameTime gameTime) {
if (!enabled) return;
if (isArrive()) {
enabled = false;
} else {
position += velocity * (float)gameTime.ElapsedGameTime.TotalMilliseconds;
}
}
public int UpdateOrder {
get { return updateOrder; }
}
public event EventHandler UpdateOrderChanged;
#endregion
}
}
其中IUpdateable介面是讓物件擁有Update函式，這裡只用到Update和Enabled。
讓我稍微介紹一下MoveTo函式，此函式的第一個參數是要到達的目標位置，第二個參數是速率。
在寫之前，應該先決定「單位」，
一般生活中的速率單位是公尺每秒，但我想螢幕可以用公尺算的人應該不多！
這裡我們就用像素每秒來當速率的單位！表示每一秒物體移動多少像素。
因此MoveTo的內容就是一些簡單的幾何數數學了～先求出我與目標的向量，在乘以縮放比率，
最後除以1000是因為我們輸入的速率是以秒為單位，
但遊戲時間是以毫秒為單位，所以除以一千，這樣算出來的速度就是像素每毫秒。
接著來看看isArrive函式，他會先計算目前位置與目標位置的向量然後和速度向量做內積運算，
若為正表示方向相同，那麼我們離目標越來越近！
若為負，表示方向已經相反，也就是說我們已經超過目的位置了，所以不用再動囉。
最後看看Update函式，他會在每次呼叫時計算目前位置（如果需要移動的話），
時間乘上速度就是距離了，所以我們把目前位置加上距離得到新的位置。
GameTime.ElapsedGameTime.TotalMilliseconds表示遊戲應該呼叫Update的時間，單位是毫秒，為什麼會說「應該」呢？
因為遊戲若是計算來不及，並不會如此準時的呼叫Update，
若想要用正確的時間可以用GameTime.ElapsedGameTime.TotalMilliseconds，就是上次呼叫Update距離這次多久時間，
計算位置要用這兩個時間哪一個比較好呢？我想應該用ElapsedGameTime或許會好一點，
舉例來說，遊戲都使用ElapsedGameTime來當基準時間，若是遊戲的計算來不及，本來應該每16毫秒呼叫一次，現在變成每25毫秒呼叫一次，
但是我們在程式裡還是認為只過了16毫秒，則出現的情形是慢動作！
若使用ElapsedGameTime來當基準時間，則會出現跳格，一般來說慢動作會比跳格爽一點吧！
寫好這顆球，我們來說說主要的game1程式。
首先在Game1的建構子內加上this.IsMouseVisible = true; 表示我們要顯示滑鼠。
然後在Update裡面加上呼叫Ball的Update，程式碼如下：
protected override void Update(GameTime gameTime) {
if (GamePad.GetState(PlayerIndex.One).Buttons.Back == ButtonState.Pressed)
this.Exit();
MouseState mouseState = Mouse.GetState();
if (preMouseState.LeftButton == ButtonState.Pressed && mouseState.LeftButton == ButtonState.Released) {
ball.MoveTo(new Vector2(mouseState.X, mouseState.Y), speed);
}
ball.Update(gameTime);
preMouseState = mouseState;
base.Update(gameTime);
}這邊的滑鼠狀態的用法，和上一篇XNA取得鍵盤輸入。用法相同，這裡就不多說了！只不過我們取得滑鼠的座標當做球的目的座標。
然後將球畫出來：
protected override void Draw(GameTime gameTime) {
GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);
spriteBatch.Begin();
spriteBatch.Draw(ball.Image, ball.Position, Color.White);
spriteBatch.End();
base.Draw(gameTime);
}
執行這個程式，一開始球會在左上角，當你滑鼠點畫面時，球會移動到滑鼠點擊的位置，不過這裡會發現幾個比較嚴重的問題，
一是你點畫面外，遊戲竟然也會收到滑鼠訊息讓小球亂跑，我的作法是在Update內加上if (!this.IsActive) return;
表示當遊戲不是焦點的話就不執行，因為你點別的地方一定會讓遊戲失去焦點。
再來的問題就是若將速度設大一點，小球就很容易跑過頭。這也好解決，將Update改成：
public void Update(GameTime gameTime) {
if (!enabled) return;
position += velocity * (float)gameTime.ElapsedGameTime.TotalMilliseconds;
if (isArrive()) {
position = destination;
enabled = false;
}
}這樣寫和之前的寫法插變就是檢查的時間，之前是會等到下一次的Update才檢查是否到達目的地，這次就馬上檢查，若到達了，就讓目前位置等於目的位置！
範例程式下載：WindowsGame1.rar
