物理演算パズルの残骸

物理演算パズルを作ろうとして、問題を作るのが面倒でやめたものです。

マウスのドラッグで線が描けます。

描いた線やピンクのオブジェクトは物理法則に従って動きます。

code:Main.cpp

# include <Siv3D.hpp> // OpenSiv3D v0.6.11

void SimplifyPolygonImpl(Array<Vec2>& vertices)

{

auto size = vertices.size();

if (size < 3)

{

return;

}

auto it1 = vertices.end() - 1;

auto it2 = vertices.begin();

auto it3 = vertices.begin() + 1;

while (it2 != vertices.end())

{

const auto v1 = (*it2 - *it1);

const auto v2 = (*it3 - *it2);

const auto area = Abs(Cross(v1, v2)) / 2;

if (area < 0.1)

{

*it2 = Vec2{ Math::QNaN, Math::QNaN };

--size;

if (size < 3)

{

break;

}

}

else

{

it1 = it2;

}

++it2;

do

{

++it3;

if (it3 == vertices.end())

{

it3 = vertices.begin();

}

} while (it3->hasNaN());

}

vertices.remove_if([](auto&& v) { return v.hasNaN(); });

}

// P2World::createPolygon でエラーを出さないためのポリゴンの単純化

Polygon SimplifyPolygon(const Polygon& polygon)

{

auto outer = polygon.outer();

SimplifyPolygonImpl(outer);

if (outer.size() < 3)

{

return Polygon{};

}

auto holes = polygon.inners();

for (auto&& hole : holes)

{

SimplifyPolygonImpl(hole);

}

holes.remove_if([](auto&& hole) { return (hole.size() < 3); });

return Polygon{ std::move(outer), std::move(holes) };

}

void Main()

{

// 2D 物理演算のシミュレーションステップ（秒）

constexpr double StepTime = (1.0 / 200.0);

// 2D 物理演算のシミュレーション蓄積時間（秒）

double accumulatedTime = 0.0;

// 重力加速度 (cm/s^2)

constexpr double Gravity = 500;

// 2D 物理演算のワールド

P2World world{ Gravity };

// 枠

const LineString frameLine{ Vec2{ 100, 50 }, Vec2{ 100, 550 }, Vec2{ 700, 550 }, Vec2{ 700, 50 } };

const P2Body frame = world.createPolygon(P2Static, Vec2{ 0, 0 }, frameLine.calculateRoundBuffer(10));

// 描いた線の密度 (kg/m^2)

constexpr double LineDensity = 1.0;

// Siv3D くんの密度 (kg/m^2)

constexpr double Siv3DkunDensity = 0.2;

// Siv3D くん

auto siv3dkunPolygon = Image{ U"example/siv3d-kun.png" }.alphaToPolygonCentered().simplified();

siv3dkunPolygon.scale(0.4);

siv3dkunPolygon.moveBy(Scene::CenterF());

const P2Body siv3dkun = world.createPolygon(P2Dynamic, Vec2{ 0, 0 }, siv3dkunPolygon, P2Material{ .density = Siv3DkunDensity });

// 物体

Array<P2Body> bodies;

// 描いている途中の線

LineString drawingLine;

while (System::Update())

{

for (accumulatedTime += Scene::DeltaTime(); StepTime <= accumulatedTime; accumulatedTime -= StepTime)

{

// 2D 物理演算のワールドを更新する

world.update(StepTime);

}

// 下に落ちた物体は削除する

bodies.remove_if([](auto&& b) { return (2000 < b.getPos().y); });

// 線を描く処理

if (MouseL.down())

{

drawingLine.push_back(Cursor::PosF());

}

else if (MouseL.pressed())

{

if (Cursor::PosF().distanceFrom(drawingLine.back()) >= 10)

{

drawingLine.push_back(Cursor::PosF());

}

}

else if (MouseL.up())

{

if (drawingLine.size() == 1)

{

}

else

{

if (auto polygon = SimplifyPolygon(drawingLine.calculateRoundBuffer(10)))

{

// 線の面積（概算） (cm^2)

const double area = (drawingLine.calculateLength() * 20 + 100_pi);

// 線の重量 (kg)

const double weight = (LineDensity * area / 10000);

// 線の見かけの面積 (cm^2)

const double apparentArea = polygon.area();

// 密度 (kg/m^2)

const double density = (weight / apparentArea * 10000);

const auto pos = polygon.centroid();

polygon.moveBy(-pos);

bodies.push_back(world.createPolygon(P2Dynamic, pos, polygon, P2Material{ .density = density }));

}

}

drawingLine.clear();

}

// すべてのボディを描画する

for (const auto& body : bodies)

{

body.draw();

}

// Siv3D くんを描画する

siv3dkun.draw(Palette::Hotpink);

// 地面を描画する

frame.draw();

// 描いている途中の線を描画する

drawingLine.draw(LineStyle::RoundCap, 20, ColorF{ Palette::Blue, 0.7 });

}

}