物理エンジン Box2D

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2014年11月25日 (火) 07:01時点におけるKuha (トーク | 投稿記録)による版

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目次

入手

https://github.com/vanderlin/ofxBox2d

  1. zipボタンをクリックし、ファイル一式をダンロード
  2. 作成された「ofxBox2D-master」フォルダーを「ofxBox2D」に名称変更し、addonsフォルダーに移動する。
  3. projectGeneratorでBox2Dアドオンを選択する。

エラー対策

Visual Studioのバージョンによっては、Box2Dのコンパイル時に以下のエラーの出ることがあります。 

エラー	4
error C4996: 'strcpy': This function or variable may be unsafe. 
Consider using strcpy_s instead. To disable deprecation, use _CRT_SECURE_NO_WARNINGS.
See online help for details.
f:\of_v0.8.4_vs_release\addons\ofxbox2d\libs\triangle\triangle_impl.hpp

そんなときは、以下の設定変更で解決します。

  • プロジェクトのプロパティ
    • 構成プロパティ―「C/C++」―「すべてのオプション」－「SDLチェック」を「いいえ」にする。

単体の円と四角

ofApp.h

ヘッダーの初めにBox2Dのヘッダーをインクルードする。 

#include "ofxBox2d.h"

Box2dの変数を宣言する。 

	    ofxBox2d box2d; // Box2Dの世界
	    ofxBox2dCircle circle;  // 円
	    ofxBox2dRect box;  // 四角
	    ofxBox2dRect wall;  // 壁
ofApp.cpp 
void ofApp::setup(){

    ofSetFrameRate(60);
    ofBackground(0);
    
    // Box2Dの世界の設定
    box2d.init();               // 初期化
    box2d.setGravity(0, 1);    // 重力 (方向、強さ)
    box2d.createBounds();       // 画面の周囲に壁を作成
    box2d.setFPS(30.0);         // box2Dの世界でのFPS
    box2d.registerGrabbing();   // 物体をつかめるようにする

    circle.setPhysics(2.0, 0.9, 1.5);  // 円の物理パラメータを設定 (重さ、反発係数、摩擦係数)
    circle.setup(box2d.getWorld(), ofGetWidth() / 2.0, 100, 40); // 円を物理世界に追く
    box.setPhysics(2.0, 0.9, 1.5);  // 四角の物理パラメータを設定 (重さ、反発係数、摩擦係数)
    box.setup(box2d.getWorld(), ofGetWidth() / 3.0, 200, 100, 40); // 四角を物理世界に追く
    wall.setup(box2d.getWorld(), ofGetWidth() / 2.0, 500, 300, 10); // 壁を物理世界に追く。物理パラメータはない
}

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::update(){
    box2d.update();             // box2Dの更新
}

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::draw(){
    ofSetColor(0, 127, 255);
    circle.draw();           // 円の描画
    ofSetColor(255, 127, 0);
    box.draw();              // 四角の描画
    ofSetColor(127, 255, 0);
    wall.draw();              // 壁の描画
}

setPhysics()で力学属性を設定するが、これを省略すると、場所が固定された障壁のような働きをする。

動的配列で生成

ofApp.h
  • Box2Dでは、動的配列にvectorではなく、vector <ofPtr >を使う
  • キーcを押すと、円が生成され、キーbを押すと、四角が生成される。 
	    ofxBox2d box2d; // Box2Dの世界
	    ofxBox2dCircle circle;  // 円
	    ofxBox2dRect box;  // 四角
	    ofxBox2dRect wall;  // 壁

	    vector <ofPtr <ofxBox2dCircle> > circles;    // Box2d円の動的配列
	    vector <ofPtr <ofxBox2dRect> > boxes;        // Box2d四角の動的配列
ofApp.cpp 
void ofApp::setup(){

    ofSetFrameRate(60);
    ofBackground(0);
    
    // Box2Dの世界の設定
    box2d.init();               // 初期化
    box2d.setGravity(0, 1);    // 重力 (方向、強さ)
    box2d.createBounds();       // 画面の周囲に壁を作成
    box2d.setFPS(30.0);         // box2Dの世界でのFPS
    box2d.registerGrabbing();   // 物体をつかめるようにする

    circle.setPhysics(2.0, 0.9, 1.5);  // 円の物理パラメータを設定 (重さ、反発係数、摩擦係数)
    circle.setup(box2d.getWorld(), ofGetWidth() / 2.0, 100, 40); // 円を物理世界に追く
    box.setPhysics(2.0, 0.9, 1.5);  // 四角の物理パラメータを設定 (重さ、反発係数、摩擦係数)
    box.setup(box2d.getWorld(), ofGetWidth() / 3.0, 200, 100, 40); // 四角を物理世界に追く
    wall.setup(box2d.getWorld(), ofGetWidth() / 2.0, 500, 300, 10); // 壁を物理世界に追く。物理パラメータはない
}

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::update(){
    box2d.update();             // box2Dの更新
}

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::draw(){
    ofSetColor(0, 127, 255);
	circle.draw();           // 円の描画
    ofSetColor(255, 127, 0);
	box.draw();              // 四角の描画
    ofSetColor(127, 255, 0);
	wall.draw();              // 壁の描画
	for(int i=0; i<circles.size(); i++){
		ofFill();
	    ofSetColor(0, 127, 255);
		circles[i].get()->draw();              // 円の描画
	}
	for(int i=0; i<boxes.size(); i++){
		ofFill();
	    ofSetColor(255, 127, 0);
		boxes[i].get()->draw();              // 円の描画
	}

}

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::keyPressed(int key){
}

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::keyReleased(int key){
	if( key == 'c' ){ // キーcを押すと、円が生成される
		float r = ofRandom(10,30);
		circles.push_back(ofPtr<ofxBox2dCircle>(new ofxBox2dCircle));
		circles.back().get()->setPhysics(3.0, 0.99, 0.1);
		circles.back().get()->setup(box2d.getWorld(), ofRandom(ofGetWidth()), ofRandom(ofGetHeight()), r);
		circles.back().get()->setVelocity(ofRandom(-5,5),ofRandom(-5,5)); //初期速度の設定
	}
	if( key == 'b' ){// キーbを押すと、四角が生成される
		float w = ofRandom(10,30);
		float h = ofRandom(10,30);
		boxes.push_back(ofPtr<ofxBox2dRect>(new ofxBox2dRect));
		boxes.back().get()->setPhysics(3.0, 0.99, 0.1);
		boxes.back().get()->setup(box2d.getWorld(), ofRandom(ofGetWidth()), ofRandom(ofGetHeight()), w, h);
		boxes.back().get()->setVelocity(ofRandom(-5,5),ofRandom(-5,5));//初期速度の設定
	}

}


互いに万有引力で引き付け合う

地球の質量を<math> M </math>、リンゴの質量を<math> m </math>、地球の半径を<math> R </math>とすれば、万有引力の大きさは、<math> F= G \frac{M m}{R^2} </math>であり、リンゴの運動方程式は、加速度を<math> g </math>として、<math> mg= G \frac{M m}{R^2} </math>となる。すなわち、地球重力による加速度（重力加速度）は

<math> g=\frac{G M}{R^2} </math>

となり、すべての物質について同じ値になる。

ofApp.h
  • すべての円同士は、addAttractivePointで引き合う。
  • すべての四角円同士は、addAttractivePointで引き合う。 
#pragma once

#include "ofMain.h"
#include "ofxBox2d.h"

class ofApp : public ofBaseApp{

	public:
		void setup();
		void update();
		void draw();

		void keyPressed(int key);
		void keyReleased(int key);
		void mouseMoved(int x, int y );
		void mouseDragged(int x, int y, int button);
		void mousePressed(int x, int y, int button);
		void mouseReleased(int x, int y, int button);
		void windowResized(int w, int h);
		void dragEvent(ofDragInfo dragInfo);
		void gotMessage(ofMessage msg);

	    ofxBox2d box2d; // Box2Dの世界

	    vector <ofPtr <ofxBox2dCircle> > circles;    // Box2d円の動的配列
	    vector <ofPtr <ofxBox2dRect> > boxes;        // Box2d四角の動的配列
};
ofApp.cpp 
//--------------------------------------------------------------
void ofApp::setup(){

    ofSetFrameRate(60);
	ofSetCircleResolution(64);
    ofBackground(0);
    
    // Box2Dの世界の設定
    box2d.init();               // 初期化
    box2d.setGravity(0, 0);    // 重力 (方向、強さ)
    box2d.createBounds();       // 画面の周囲に壁を作成
    box2d.setFPS(30.0);         // box2Dの世界でのFPS
    box2d.registerGrabbing();   // 物体をつかめるようにする
}

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::update(){
    box2d.update();             // box2Dの更新
	int cn = circles.size(); 
	int bn = boxes.size();

	for( int i = 0; i < cn; i++){
		circles[i].get()->update();
			for(int j = 0; j < i; j++){
			circles[i].get()->addAttractionPoint(circles[j].get()->getPosition(), 1.0);// 1.0は重力係数
		}
	}

	for( int i = 0; i < bn; i++){
		boxes[i].get()->update();
			for(int j = 0; j < i; j++){
			boxes[i].get()->addAttractionPoint(boxes[j].get()->getPosition(), 1.0);

		}
	}
}

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::draw(){
    ofSetColor(127, 255, 0);
	for(int i=0; i<circles.size(); i++){
		ofFill();
	    ofSetColor(0, 127, 255);
		circles[i].get()->draw();              // 円の描画
	}
	for(int i=0; i<boxes.size(); i++){
		ofFill();
	    ofSetColor(255, 127, 0);
		boxes[i].get()->draw();              // 円の描画
	}
}

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::keyPressed(int key){
}

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::keyReleased(int key){
	if( key == 'c' ){ // キーcを押すと、円が生成される
		float r = ofRandom(3,10);
		circles.push_back(ofPtr<ofxBox2dCircle>(new ofxBox2dCircle));
		circles.back().get()->setPhysics(r * r, 0.7, 0.2);
		circles.back().get()->setup(box2d.getWorld(), ofRandom(ofGetWidth()), ofRandom(ofGetHeight()), r);
		circles.back().get()->setVelocity(ofRandom(-5,5),ofRandom(-5,5)); //初期速度の設定
	}
	if( key == 'b' ){// キーbを押すと、四角が生成される
		float w = ofRandom(3,10);
		float h = ofRandom(3,10);
		boxes.push_back(ofPtr<ofxBox2dRect>(new ofxBox2dRect));
		boxes.back().get()->setPhysics(w * h, 0.7, 0.2);
		boxes.back().get()->setup(box2d.getWorld(), ofRandom(ofGetWidth()), ofRandom(ofGetHeight()), w, h);
		boxes.back().get()->setVelocity(ofRandom(-5,5),ofRandom(-5,5));//初期速度の設定
	}
}

参考

生命情報アート論

「http://w3.kuhalabo.net/wiki/index.php?title=%E7%89%A9%E7%90%86%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%83%B3_Box2D&oldid=780」から取得
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