物理模拟具有一项不可思议的功能-可以将其停止，倒带和重播。这是一个非常强大的工具，可用于生成不寻常的世界。在这篇文章中，我将描述如何使用它来同步击中著名音乐的球的声音。请问有兴趣的人切下！
介绍
我喜欢创建各种精美的可视化效果，物理模拟以及所有类似的东西。大约两三年前，当我提出下一个想法时，我有了一个想法，但是如果我们产生物理世界，使其中发生的过程产生旋律，该怎么办？确实，在计算机模拟中，我们总是可以回滚，浏览选项，选择最佳选项，同时我们拥有有关旋律的所有信息：音符，音符的演奏时间。因此，我有了这个想法，直到更美好的时光，直到我有时间写隔离检疫为止，于是这个带有本文的项目就出现了。
模型
首先，我决定选择一个相当简单的模型。在我的模型中，只有两种类型的对象：大理石和平台或木板。平台具有严格固定的坐标，由两个端点设置并且具有恒定的宽度。球在重力的作用下掉落，并可以根据物理定律从平台弹回。此外，我决定仅使用绝对弹性的碰撞，以便系统的能量始终保持不变。但是最重要的是，当球和平台碰撞时，会发出声音，每个平台都有自己的声音，并且可以一次包含多个音符。
因此，我们的世界由许多平台组成，每个平台都有自己的声音。落在这个世界上的球会产生一系列声音，在我们看来，甚至是一种旋律。
算法
我们找到了模型，但是如何生成这样一个世界，使跳动的球的声音排列成一个著名的旋律？
我决定用最笨拙的，不过，这被证明是相当不错的，递归的蛮力，而在普通百姓暴力破解。但是为了使一切正常工作，我不得不使用一些技巧。所有后续步骤都在递归函数中执行：
- 我们模拟世界，直到下一个需要演奏音符的时刻。
- 如果在仿真过程中发生了不必要的碰撞，我们将返回更高的水平。
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- 4. .
- 5. ,
- 6. , , 滴答作响，没有发生碰撞，如果发生碰撞，则返回结果世界。
在图片中，您可以看到此算法一个步骤的可视化：
注意
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递归滞留
像任何蛮力算法一样，此方法也存在“递归滞留”形式的缺点，这种情况发生在某些“不良”平台不允许将来生成地图，但同时又允许您生成足够大的一部分（但不是完全）的情况下... 在这种情况下，递归将被阻塞，直到枚举此“不良”平台产生的递归子树中的所有选项为止。当此子树的高度不超过4-8个递归级别时没有问题，但是有时它可以达到20-30个递归级别，这使得根本不可能遍历此子树的所有变体。
因此，在我的实现中，我决定使用启发式方法来克服卡住的问题。想法是在检测到这种情况时使递归的某些部分崩溃。回到我看来，最明显的是 递归级别较高，如果在 迭代，我们无法提高跨平台生成的路径的最大长度。就我而言，我选择 占票据数量的10％ 例如2000。
您可以在演示中看到这种启发式方法的结果，此时地图生成进度有时会重置10％。但是，与此同时，它允许您在合理的时间内完成卡的生成。
迭代生成
现在，我们将解决以下问题：开始生成地图后，页面冻结10-30秒，根本无法理解正在发生的事情，一切都已经下降，或者生成地图花费了很长时间。因此，我决定还要编写生成算法的迭代实现，以便您可以一小部分一致地构建地图。
我不必发明新的东西，只需将递归算法重写到显式堆栈上。因此，页面上会出现一个进度条，可以帮助您了解代码没有丢失，只需要很长时间就可以找到适合您的轨道的平台位置。
在某些情况下，生成可能会花费很长时间，为此，我添加了“播放”按钮，该按钮将停止生成并开始模拟世界。
下载铃声
要下载音乐，我使用midi文件，但在此之前我先通过tonejs.github.io/Midi对其进行了运行，以将其转换为浏览器友好的json（但是此演示尚不具备下载文件的功能，只能从现成的列表中进行选择）。
同样重要的是要注意，midi文件中通常会有几个平行的音轨，但是由于到目前为止我的算法仅适用于一个球，因此只有一个音轨会加载最多的音符。
结果
添加一些效果后，我录制了第一个视频：
审查了好后
视频可能显示不同步，我稍后注意到了这一点。如果转到演示页面，则不应有不同步的情况（只有在录制节拍时才播放声音）。
下一步是什么？
我计划增加一次生成多个球的地图的功能。我对如何执行此操作有想法，我测试了几个选项，但到目前为止，它们都非常缓慢地工作以生成完整的曲目。
我的另一个想法是添加新对象：按钮，跳板，加农炮（？），戒指...可以补充清单:)它们可以极大地丰富世界。
代码
您可以在我的存储库中找到所有源代码。
欢迎提出任何建议，拉取请求，测验！