Box2D实现快慢动作时如何保证物理模拟结果一致且流畅

我基于Box2D开发了一款可用的个人2D游戏引擎，目前正在为物理模拟实现快慢动作效果：

• 快动作通过更频繁调用Step函数实现，无论提升多少物理更新速率，模拟结果始终一致；
• 但慢动作如果用同样的方法，虽然模拟结果一致，但物理更新频率过低会导致画面卡顿，不符合需求。

我尝试在timeScale小于1时，以physicsTimeStep * physicsScaledTimeFactor作为步长调用Step，卡顿问题解决了，但模拟结果与timeScale为1或大于1时出现差异——方块最终位置明显不同。我希望无论timeScale是1、大于1还是小于1，模拟结果都能完全一致，同时慢动作仍保持流畅。

参考代码如下：

bool slowMotion = false;

float physicsScaledTimeFactor = Time::getPhysicsScaledTimeFactor();
if (physicsScaledTimeFactor >= 1) {
    float deltaUpdateTime = Time::getTimeRunningF() - Time::getPhysicsLoopRunTimeF();
    if (deltaUpdateTime < physicsTimeStep / physicsScaledTimeFactor)
        return;
}
else {
    slowMotion = true;
    float deltaUpdateTime = Time::getTimeRunningF() - Time::getPhysicsLoopRunTimeF();
    if (deltaUpdateTime < physicsTimeStep)
        return;
}
Time::updatePhysicsLoop

// Update / step physics world
if (slowMotion) 
    physicsWorld->Step(physicsTimeStep * physicsScaledTimeFactor, physicsVelocityIterations, physicsPositionIterations);
else
    physicsWorld->Step(physicsTimeStep, physicsVelocityIterations, physicsPositionIterations);

模拟结果对比 #

• timeScale为1或大于1时的方块最终位置：
• timeScale小于1时的方块最终位置：

可见两种场景下方块最终位置存在明显差异。请问是否存在方法能同时满足模拟结果一致和慢动作流畅的要求？还是只能接受现状？

更新：我调研了其他引擎，发现它们的慢动作也存在卡顿问题，但有没有办法实现模拟结果的一致性？流畅的慢动作实用性很强，希望能找到可行的解决方案。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Christopher Barrios Agosto