球与反弹
绣球上场。先让它动起来——动起来才会暴露问题。
放球
球要两样东西：一个身份，一个速度。速度做成独立组件而不是写死在某个系统里，是 ECS 的本能（第 1 章那张表里它就是一列）——谁挂上 Velocity，谁就归移动系统管：
_consts
const BALL_RADIUS: f32 = 11.0;
const BALL_SPEED: f32 = 380.0;
// 试运行的出球点与方向——正式的发球规矩第 20.5 节才立
const BALL_DROP: Vec3 = Vec3::new(0.0, -120.0, 1.0);
const DROP_DIRECTION: Vec2 = Vec2::new(0.6, 1.0);Listing 20-2（其一）：Ball、Velocity 与物理第一课（examples/listing-20-02.rs）
#[derive(Deref, DerefMut)] 让 velocity.x 直达内层 Vec2，官方 breakout 同款省字法。apply_velocity 与 move_paddle 同住 FixedUpdate、用 .chain() 排好先后——为什么物理坚持上鼓点而不是住 Update，第 18.4 节给过两条命一样的理由：稳定（步长钉死，碰撞参数处处一致）与确定（同样输入同样结果）。代价是画面每秒只更新 64 次而不是每帧——18.6 节的插值能治，本章 64 Hz 肉眼无感，按下不表（练习里有）。
球本身用 Mesh2d 铸形、ColorMaterial 上色——第 15 章“不用画的道具”，圆形归网格管：
// 绣球：圆形网格 + 纯色材质——第 15 章“不用画的道具”
commands.spawn((
Ball,
Velocity(DROP_DIRECTION.normalize() * BALL_SPEED),
Mesh2d(meshes.add(Circle::new(BALL_RADIUS))),
MeshMaterial2d(materials.add(BALL_COLOR)),
Transform::from_translation(BALL_DROP),
));Listing 20-2（其二）：绣球——圆网格加纯色材质
出球点和方向暂时写死成两个“试运行”常量（正式的发球规矩 20.5 节才立）：
const BALL_RADIUS: f32 = 11.0;
const BALL_SPEED: f32 = 380.0;
// 试运行的出球点与方向——正式的发球规矩第 20.5 节才立
const BALL_DROP: Vec3 = Vec3::new(0.0, -120.0, 1.0);
const DROP_DIRECTION: Vec2 = Vec2::new(0.6, 1.0);Listing 20-2（其三）：试运行的出球参数
运行：
cargo run -p ch20-breakout --example listing-20-02球从台心出发，斜着向右上飞——然后笔直穿过顶墙，出了台口，一去不回：
Figure 20-3：放球第一课——画面上的墙拦不住任何东西
这一幕值得记住。Sprite 只是画，Transform 只是位置——渲染器照单全画，但没有任何机制规定两张画不能重叠。穿墙不是 bug，是默认行为：碰撞是逻辑，逻辑要自己写。完整的物理引擎（碰撞形状、刚体、摩擦、约束求解）是大工程，生态里有 avian、bevy_rapier 这样的现成方案（附录 D 的候选）；但打砖块的碰撞只有“圆撞盒”一种，亲手写一遍，二十行，值得。
bounding：数学工具箱的最后一格抽屉
第 12 章逛 bevy_math 工具箱时，有一格抽屉一直没开：bevy::math::bounding——包围体（bounding volume）模块。它提供几种把物体“近似成简单几何”的形状，以及它们之间的相交判定：
Aabb2d——轴对齐包围盒（Axis-Aligned Bounding Box）：一个不旋转的矩形。Aabb2d::new(center, half_size)用中心加半尺寸构造——注意是半宽半高，不是 min/max 角点，传错尺寸碰撞范围就大一倍；BoundingCircle——包围圆：new(center, radius)；IntersectsVolumetrait——a.intersects(&b)，一句话判交。
墙、凳、瓦全是不旋转的矩形，球是圆——Aabb2d 配 BoundingCircle，正好。先给碰撞参与者发登记证：
/// 碰撞登记证：登记自己外接盒的尺寸——挂上它，球才看得见你
#[derive(Component)]
struct Collider {
size: Vec2,
}Listing 20-3（其一）：Collider——登记自己外接盒的尺寸（examples/listing-20-03.rs）
为什么要登记尺寸，而不是现场从 Sprite 里读？因为“画多大”和“撞多大”是两件事——它们今天恰好相等，明天加个受击闪烁特效就不等了。数据各管各的，是第 3 章组件建模的本分。墙和凳的 spawn 各补一行 Collider { size }：
let side_height = TOP_WALL - ARENA_BOTTOM + WALL_THICKNESS;
let side_center_y = (TOP_WALL + ARENA_BOTTOM) / 2.0;
let top_width = RIGHT_WALL - LEFT_WALL + WALL_THICKNESS;
let walls = [
(
Vec2::new(LEFT_WALL, side_center_y),
Vec2::new(WALL_THICKNESS, side_height),
),
(
Vec2::new(RIGHT_WALL, side_center_y),
Vec2::new(WALL_THICKNESS, side_height),
),
(
Vec2::new(0.0, TOP_WALL),
Vec2::new(top_width, WALL_THICKNESS),
),
];
for (position, size) in walls {
commands.spawn((
Sprite::from_color(WALL_COLOR, size),
Transform::from_translation(position.extend(0.0)),
Collider { size }, // 墙：领证
));
}
commands.spawn((
Paddle,
Sprite::from_color(PADDLE_COLOR, PADDLE_SIZE),
Transform::from_xyz(0.0, PADDLE_Y, 0.0),
Collider { size: PADDLE_SIZE }, // 凳：领证
));Listing 20-3（其二）：墙与凳领证
撞上哪一面
光知道“撞了”不够——反弹要知道撞的是哪一面：撞顶面该翻转垂直速度，撞侧面该翻转水平速度。判面的算法来自官方 breakout，三步走：
/// 球撞上了盒子的哪一面（以盒子为参照）
#[derive(Debug, Clone, Copy)]
enum Side {
Left,
Right,
Top,
Bottom,
}
/// 圆撞盒：不相交返回 None；相交则由“盒上最近点”判断撞的是哪一面
fn hit_side(ball: BoundingCircle, target: Aabb2d) -> Option<Side> {
if !ball.intersects(&target) {
return None;
}
let closest = target.closest_point(ball.center);
let offset = ball.center - closest;
let side = if offset.x.abs() > offset.y.abs() {
if offset.x > 0.0 {
Side::Right
} else {
Side::Left
}
} else if offset.y > 0.0 {
Side::Top
} else {
Side::Bottom
};
Some(side)
}Listing 20-3（其三）：hit_side——圆撞盒，由“盒上最近点”判面
Figure 20-4：圆撞盒三步——判交、判面、翻速度
closest_point 把圆心“夹”到盒面上，得到盒上离圆心最近的点；圆心减去它，得到的 offset 指向圆心所在的那一侧。哪根轴的分量长，就是撞了哪个朝向的面：offset.x 占主导且为正，球在盒子右边——撞的是右面。第 12 章的向量算术，在这里赚回学费。
碰撞系统拿球逐个对照所有登记过的盒子：
/// 拿球逐个对照所有登记过的盒子：迎面撞上，就把速度的那一轴翻号
fn check_collisions(
ball: Single<(&Transform, &mut Velocity), With<Ball>>,
colliders: Query<(&Transform, &Collider)>,
) {
let (ball_transform, mut velocity) = ball.into_inner();
let bounding = BoundingCircle::new(ball_transform.translation.truncate(), BALL_RADIUS);
for (transform, collider) in &colliders {
let target = Aabb2d::new(transform.translation.truncate(), collider.size / 2.0);
let Some(side) = hit_side(bounding, target) else {
continue;
};
// 只有速度迎着撞面时才反弹——背着面飞说明正在脱身，别再拍回去
let (reflect_x, reflect_y) = match side {
Side::Left => (velocity.x > 0.0, false),
Side::Right => (velocity.x < 0.0, false),
Side::Top => (false, velocity.y < 0.0),
Side::Bottom => (false, velocity.y > 0.0),
};
if reflect_x {
velocity.x = -velocity.x;
}
if reflect_y {
velocity.y = -velocity.y;
}
}
}Listing 20-3（其四）：check_collisions——迎面才反弹
两处细节：
- 借用分得开：球用
Single拿&mut Velocity加&Transform，盒子们用Query拿&Transform加&Collider——可写的只有Velocity，与盒子们的只读访问互不相犯，第 4 章的借用规则一次过； - “迎面才反弹”不是洁癖。
match里每个分支都多问了一句速度方向：只有球迎着撞面飞才翻号。少了这一问，球在贴边滑行时会被反复拍回盒子里，贴着墙面抽搐——Figure 20-4 底部画了这个事故。官方 breakout 注释里管这叫“防止球卡进板子”。
调度照旧 .chain()：先推凳，再走球，再查碰撞——固定的结算顺序是第 6 章排序工具的日常应用：
fn main() {
App::new()
.add_plugins(DefaultPlugins.set(WindowPlugin {
primary_window: Some(Window {
title: "打瓦".into(),
..default()
}),
..default()
}))
.insert_resource(ClearColor(BACKDROP))
.init_resource::<Intent>()
.add_systems(Startup, setup_court)
.add_systems(
RunFixedMainLoop,
collect_intent.in_set(RunFixedMainLoopSystems::BeforeFixedMainLoop),
)
.add_systems(
FixedUpdate,
(move_paddle, apply_velocity, check_collisions).chain(),
)
.run();
}Listing 20-3（其五）：三个系统在鼓点上排成一队
cargo run -p ch20-breakout --example listing-20-03这一版可以玩了：球在三面墙之间弹来弹去，凳子接得住就一直接。亲手验证一下反弹的手感——顶墙弹下来、右墙折回去，每一下都是刚才那二十行的功劳。接不住呢？球落进沟里，一去不回，游戏静悄悄地“结束”了——没有提示，没有重来，只能关窗重开。沟眼下只是个出口，规则要等 20.5 节才立；先去造点可砸的东西。