在 QGraphicsScene 中移动带有碰撞的项目

Question

我试图在具有碰撞检测的 QGraphicsView 中移动多个或单个选定项目（一个矩形），以便它们不会相互移动，而是捕捉到任一端而不阻止另一个轴上的移动，这里是代码：

import sys
from PyQt5.QtCore import *
from PyQt5.QtGui import *
from PyQt5.QtWidgets import *

class Circle(QGraphicsRectItem):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super().__init__(*args, **kwargs)
        self.orgpos = None
        self.lastpos = None

class Scene(QGraphicsScene):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super().__init__(*args, **kwargs)
        circ = Circle(0,0,100,50)
        circ.setPos(500,500)
        self.addItem(circ)
        self.selected = [circ]
        circ2 = Circle(0,0,100,50)
        circ2.setPos(0,100)
        self.addItem(circ2)

    def mousePressEvent(self, event):
        self.offset = event.scenePos()
        for x in self.selected:
            x.orgpos = x.pos()

    def mouseMoveEvent(self, event):
        for item in self.selected:
            item.setPos(event.scenePos()-self.offset+item.orgpos)
            if len(item.collidingItems(Qt.IntersectsItemShape))>0:
                for x in self.selected:
                    x.setPos(x.lastpos)
                break
            item.lastpos = item.pos()

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    scene = Scene(0, 0, 1000, 800)
    view = QGraphicsView(scene, renderHints=QPainter.Antialiasing)
    view.show()
    sys.exit(app.exec_())

但是，正如您所看到的，可拖动的项目（下一个）不会在不碰撞的轴上移动，只是简单地停止，而且如果用户拖动得足够快，它就会在碰撞对象附近停止。有什么办法可以解决这两个问题吗？如有任何帮助，我们将不胜感激。

代码还使用项目列表并对所有项目应用相同的移动，这样，如果一个项目发生碰撞并且选择了许多项目，它们都不会移动并保持在一起。

Answer 1

您的问题与碰撞检测问题有关，该问题因其复杂性而广为人知。

即使在处理正交对象（矩形，没有旋转）时，实现相交算法也很困难，特别是在处理运动和期望一致性时。

限制项目在封闭的正交空间（凸空间）内的移动相对容易，因为我们只需要根据其边界矩形来阻止坐标：例如，如果顶部边缘更新垂直位置到顶部限制高于它，或者如果底部边缘低于该高度，则为底部限制减去可用高度。

基于其他凸物体限制运动会产生非凸限制，这意味着我们不能仅仅基于左/右/上/下的简单限制来“调整”坐标。我们需要定义一个可能的“邻近”实现，并决定避免碰撞的“最近”坐标如何满足我们的需求。

如果限制基于两个以上的对象，则会进一步增加复杂性：我们显然无法检查每个可能的坐标，我们必须找到一种给出“更好”结果的算法，而且问题还在于找出“更好”的程度决定了。

上面仅考虑了正交对象（正交对齐的矩形，显然包括正方形），但是当使用其他形状和旋转时，问题的复杂性会上升（请参阅密切相关的打包问题）。

有很多方法可以实现所要求的。其中一些问题可以通过外部库来解决，并且已经在 StackOverflow 上进行了讨论（请参阅 this 和 this 优秀帖子）。
尽管如此，请考虑一下“运动”的概念实际上是一个抽象概念，尤其是在数字领域：每个“运动”实际上都是位置的绝对变化，无论需要多少“时间”；鼠标移动实际上只是一个新位置。 由于我们正在处理简单的矩形，这可能会有点简单，“暴力”方法可能是合理的。

这个概念相对简单：根据当前项目位置，检查新的鼠标位置是否导致交叉。如果没有，则“运动”被接受。如果不是，则根据感知到的移动考虑合理数量的可能可接受的位置，并选择最接近新鼠标位置的位置。

这种方法显然是次优的，因为它不是很有效：它只是“扩大”可能位置的范围，直到找到不相交的形状（请参阅维基百科关于碰撞检测的文章中的各种阶段方法，以获得更高效的结果）实现这一目标的方法）。

不过，考虑到简单的情况，这可能是可以接受的。

在下面的示例中，我更改了 OP 实现，以便遵循正确的 QGraphicsItem 实现（包括项目选择）。它工作得

几乎

很好：有一些罕见的情况是由快速鼠标移动引起的“错误捕捉”：我会考虑进一步挖掘这个问题，但一旦用户将鼠标在屏幕上移动足够远，它就会以相对直观的方式工作。对轴。

from random import randrange
from PyQt5.QtCore import *
from PyQt5.QtGui import *
from PyQt5.QtWidgets import *

class RectItem(QGraphicsRectItem):
    def __init__(self, x, y, w, h):
        super().__init__(0, 0, w, h)
        self.setPos(x, y)
        self.setFlag(self.ItemIsSelectable)
        self.setPen(QColor.fromHsv(
            randrange(360), 
            randrange(127, 255), 
            randrange(63, 191)
        ))


class Scene(QGraphicsScene):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super().__init__(*args, **kwargs)
        for i in range(4):
            self.addItem(RectItem(i * 100, i * 100, 100, 50))

    def checkCollision(self, event):
        if not self.selected or not self.others:
            return

        downPos = event.buttonDownScenePos(Qt.LeftButton)
        scenePos = event.scenePos()
        downDelta = scenePos - downPos

        if self.fixedPaths.intersects(self.movingPaths.translated(downDelta)):
            # local function references created for simplicity
            checkFunc = self.fixedPaths.intersects
            transFunc = self.movingPaths.translated

            deltas = [self.lastLegal]
            if downDelta.x():
                # horizontally "expand" the possible deltas until no 
                # intersection is found
                tempLeft = QPointF(downDelta)
                tempRight = QPointF(downDelta)
                deltas.extend((tempLeft, tempRight))
                while checkFunc(transFunc(tempLeft)):
                    tempLeft.setX(tempLeft.x() - 1)
                while checkFunc(transFunc(tempRight)):
                    tempRight.setX(tempRight.x() + 1)
            if downDelta.y():
                # as above, for vertical "expand"
                tempUp = QPointF(downDelta)
                tempDown = QPointF(downDelta)
                deltas.extend((tempUp, tempDown))
                while checkFunc(transFunc(tempUp)):
                    tempUp.setY(tempUp.y() + 1)
                while checkFunc(transFunc(tempDown)):
                    tempDown.setY(tempDown.y() - 1)

            # find the closest "legal" point
            deltas.sort(key=lambda p: QLineF(downDelta, p).length())
            self.lastLegal = downDelta = deltas[0]

        # using start positions allows for x/y "reset" based on the start 
        # mouse position in case geometries are adjusted
        for item, startPos in self.startPositions.items():
            item.setPos(startPos + downDelta)

    def mousePressEvent(self, event):
        super().mousePressEvent(event)
        if event.button() == Qt.LeftButton:
            # initialize variables that may be used frequently
            self.startPositions = {}
            self.lastLegal = QPointF()

            self.selected = self.selectedItems()
            self.others = []

            if self.selected:
                # create paths for future collision detection
                self.movingPaths = QPainterPath()
                self.fixedPaths = QPainterPath()
                for item in self.items():
                    if item in self.selected:
                        self.startPositions[item] = item.pos()
                        self.movingPaths.addPath(
                            item.shape().translated(item.pos()))
                    else:
                        self.others.append(item)
                        self.fixedPaths.addPath(
                            item.shape().translated(item.pos()))

    def mouseMoveEvent(self, event):
        super().mouseMoveEvent(event)
        if event.buttons() == Qt.LeftButton:
            self.checkCollision(event)


if __name__ == '__main__':
    import sys
    app = QApplication(sys.argv)
    scene = Scene(0, 0, 800, 450)
    view = QGraphicsView(scene, renderHints=QPainter.Antialiasing)
    view.show()
    sys.exit(app.exec_())

最后，请注意，上述内容严格基于项目几何形状始终基于整数的假设。如果视图缩放或项目几何形状使用非整数几何形状，结果可能会出乎意料。