SFML/C++自由落体模拟：物体下落速度与理论时长不匹配问题

你的核心问题在于像素与米的转换比例计算完全颠倒，导致屏幕上的物体速度异常，进而下落时长不符合理论值。

原代码的错误分析 #

1. 像素-米比例计算错误：
   原代码中pix_per_meter = drop_ht / screen_ht，这个逻辑搞反了对应关系——我们需要的是实际1米的距离，在屏幕上对应多少像素，正确的计算应该是屏幕总像素高度 / 实际下落总米数，也就是screen_ht / drop_ht。
2. 单位逻辑混乱：
   drop_ht / fall_time是实际下落的平均速度（单位：米/秒），要转换成屏幕上的像素速度，需要乘以像素/米的比例。原代码用了米/像素的比例，导致最终结果的单位完全错误，速度计算被放大/缩小了平方级的倍数。

修正后的函数代码 #

// Calculate object fall velocity on screen
double obj_fall_velocity(double fall_time, double drop_ht, double screen_ht)
{
    // 每米对应的屏幕像素数：屏幕高度（像素）/ 实际下落高度（米）
    double pix_per_meter = screen_ht / drop_ht;
    // 实际平均速度（米/秒）转换为屏幕像素速度（像素/秒）
    return (drop_ht / fall_time) * pix_per_meter;
}

额外优化建议 #

当前用平均速度模拟的是匀速下落，和真实自由落体的匀加速运动不符。如果要更贴近真实物理效果，应该在每一帧计算瞬时速度：

// 计算某时刻t的瞬时屏幕下落速度
double obj_instant_fall_velocity(double t, double drop_ht, double screen_ht)
{
    const double g = 9.8; // 重力加速度，单位：米/秒²
    double pix_per_meter = screen_ht / drop_ht;
    // 真实瞬时速度v = g*t，转换为屏幕像素速度
    return g * t * pix_per_meter;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mrstagg