2. Hello Box2D
2.1 创建一个世界
每个 Box2D 程序都将从一个世界对象(world object)的创建开始。这是一个管理内存，对象和模拟的
中心。
要创建一个世界对象，我们首先需要定义一个世界的包围盒。Box2D 使用包围盒来加速碰撞检测。尺
寸并不关键，但合适的尺寸有助于性能。这个包围盒过大总比过小好。
b2AABB worldAABB;
worldAABB.lowerBound.Set(-100.0f, -100.0f);
worldAABB.upperBound.Set(100.0f, 100.0f);
? 注意：worldAABB 应该永远比物体所在的区域要大，让 worldAABB 更大总比太小要好。如果一
个物体到达了 worldAABB 的边界，它就会被冻结并停止模拟。
接下来我们定义重力矢量。是的，你可以使重力朝向侧面(或者你只好转动你的显示器)。并且，我们
告诉世界(world)当物体停止移动时允许物体休眠。一个休眠中的物体不需要任何模拟。
b2Vec2 gravity(0.0f, -10.0f);
bool doSleep = true;
现在我们创建世界对象。通常你需要在堆(heap)上创建世界对象，并把它的指针保存在某一结构中。
然而，在这个例子中也可以在栈上创建。
b2World world(worldAABB, gravity, doSleep);
那么现在我们有了自己的物理世界，让我们再加些东西进去。
2.2 创建一个地面盒
物体通常由以下步骤来创建：
1. 使用位置(position)，阻尼(damping)等定义一个物体
2. 使用世界对象创建物体
3. 使用几何结构，摩擦，密度等定义形状
4. 在物体上创建形状
5. 可选地调整物体的质量以和附加的形状相匹配
第一步，我们创建地面体。要创建它我们需要一个物体定义(body definition)，通过物体定义我们来
指定地面体的初始位置。
b2BodyDef groundBodyDef;
groundBodyDef.position.Set(0.0f, -10.0f);
第二步，将物体定义传给世界对象来创建地面体。世界对象并不保存到物体定义的引用。地面体是作
为静态物体(static body)创建的，静态物体之间并没有碰撞，它们是固定的。当一个物体具有零质量的
时候 Box2D 就会确定它为静态物体，物体的默认质量是零，所以它们默认就是静态的。
b2Body* ground = world.CreateBody(&groundBodyDef);
第三步，我们创建一个地面的多边形定义。我们使用 SetAsBox 简捷地把地面多边形规定为一个盒子
(矩形)形状，盒子的中点就位于父物体的原点上。
b2PolygonDef groundShapeDef;
groundShapeDef.SetAsBox(50.0f, 10.0f);
其中，SetAsBox 函数接收了半个宽度和半个高度，这样的话，地面盒就是 100 个单位宽(x 轴)以及
20 个单位高(y 轴)。Box2D 已被调谐使用米，千克和秒来作单位，所以你可以用米来考虑长度。然而，
改变单位系统是可能的，随后的文档中会有讨论。
在第四步中，我们在地面体上创建地面多边形，以完成地面体。
groundBody->CreateShape(&groundShapeDef);
重申一次，Box2D 并不保存到形状或物体的引用。它把数据拷贝到 b2Body 结构中。
注意每个形状都必须有一个父物体，即使形状是静态的。然而你可以把所有静态形状都依附于单个静
态物体之上。这个静态物体之需求是为了保证 Box2D 内部的代码更具一致性，以减少潜在的 bug 数
量。
可能你已经注意到了，大部分 Box2D 类型都有一个 b2 前缀。这是为了降低它和你的代码之间名字冲
突的机会。
2.3 创建一个动态物体
现在我们已经有了一个地面体，我们可以使用同样的方法来创建一个动态物体。除了尺寸之外的主要
区别是，我们必须为动态物体设置质量性质。
首先我们用 CreateBody 创建物体。
b2BodyDef bodyDef;
bodyDef.position.Set(0.0f, 4.0f);
b2Body* body = world.CreateBody(&bodyDef);
接下来我们创建并添加一个多边形形状到物体上。注意我们把密度设置为 1，默认的密度是 0。并
且，形状的摩擦设置到了 0.3。形状添加好以后，我们就使用 SetMassFromShapes 方法来命令物体通
过形状去计算其自身的质量。这暗示了你可以给单个物体添加一个以上的形状。如果质量计算结果为 0，
那么物体会变成真正的静态。物体默认的质量就是零，这就是为什么我们无需为地面体调用
SetMassFromShapes 的原因。
b2PolygonDef shapeDef;
shapeDef.SetAsBox(1.0f, 1.0f);
shapeDef.density = 1.0f;
shapeDef.friction = 0.3f;
body->CreateShape(&shapeDef);
body->SetMassFromShapes();
这就是初始化过程。现在我们已经准备好开始模拟了。
2.4 模拟(Box2D 的)世界
我们已经初始化好了地面盒和一个动态盒。现在是让牛顿接手的时刻了。我们只有少数几个问题需要
考虑。
Box2D 中有一些数学代码构成的积分器(integrator)，积分器在离散的时间点上模拟物理方程，它将
与游戏动画循环一同运行。所以我们需要为 Box2D 选取一个时间步，通常来说游戏物理引擎需要至少
60Hz 的速度，也就是 1/60 的时间步。你可以使用更大的时间步，但是你必须更加小心地为你的世界调
整定义。我们也不喜欢时间步变化得太大，所以不要把时间步关联到帧频(除非你真的必须这样做)。直截
了当地，这个就是时间步：
float32 timeStep = 1.0f / 60.0f;
除了积分器之外，Box2D 中还有约束求解器(constraint solver)。约束求解器用于解决模拟中的所有
约束，一次一个。单个的约束会被完美的求解，然而当我们求解一个约束的时候，我们就会稍微耽误另
一个。要得到良好的解，我们需要迭代所有约束多次。建议的 Box2D 迭代次数是 10 次。你可以按自己
的喜好去调整这个数，但要记得它是速度与质量之间的平衡。更少的迭代会增加性能并降低精度，同样
地，更多的迭代会减少性能但提高模拟质量。这是我们选择的迭代次数：
int32 iterations = 10;
注意时间步和迭代数是完全无关的。一个迭代并不是一个子步。一次迭代就是在时间步之中的单次遍
历所有约束，你可以在单个时间步内多次遍历约束。
现在我们可以开始模拟循环了，在游戏中模拟循环应该并入游戏循环。每次循环你都应该调用
b2World::Step，通常调用一次就够了，这取决于帧频以及物理时间步。
这个 Hello World 程序设计得非常简单，所以它没有图形输出。胜于完全没有输出，代码会打印出动
态物体的位置以及旋转角度。Yay！这就是模拟 1 秒钟内 60 个时间步的循环：
for (int32 i = 0; i < 60; ++i)
{
world.Step(timeStep, iterations);
b2Vec2 position = body->GetPosition();
float32 angle = body->GetAngle();
printf("%4.2f %4.2f %4.2f\n", position.x, position.y, angle);
}
2.5 清理工作
当一个世界对象超出它的作用域，或通过指针将其 delete 时，所有物体和关节的内存都会被释放。
这能使你的生活变得更简单。然而，你应该将物体，形状或关节的指针都清零，因为它们已经无效了。
2.6 关于 Testbed
一旦你征服了 HelloWorld 例子，你应该开始看 Box2D 的 testbed 了。testbed 是一个单元测试框
架以及演示环境，这是一些它的特点：
? 可移动和缩放的摄像机
? 鼠标拣选动态物体的形状
? 可扩展的测试集
? 通过图形界面选择测试，调整参数，以及设置调试绘图
? 暂停和单步模拟
? 文字渲染
在 testbed 中有许多 Box2D 的测试用例，以及框架本身的实例。我鼓励你通过研究和修改它来学习
Box2D。
注意：testbed 是使用 freeglut 和 GLUI 写成的，testbed 本身并不是 Box2D 库的一部分。Box2D
本身对于渲染是无知的，就像 HelloWorld 例子一样，使用 Box2D 并不一定需要渲染。
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