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吸引和排斥行为

吸引和排斥行为

作者: 大龙10 | 来源:发表于2022-06-22 06:06 被阅读0次

    书名:代码本色:用编程模拟自然系统
    作者:Daniel Shiffman
    译者:周晗彬
    ISBN:978-7-115-36947-5
    目录

    5.20 吸引和排斥行为

    1、applyForce()函数

    • Box2D的物体对象有一个applyForce()函数,如果我们要对物体施加引力,只需要根据引力公式(引力=G 质量1 质量2 / 距离的平方)计算出引力向量,然后把向量传入applyForce()函数。toxiclibs的VerletParticle类也有applyForce()函数,我们可以通过它将力作用在粒子上。

    2、引力作用行为

    • 然而,toxiclibs考虑得更为深远,它允许我们在粒子上设定一些常规力(我们称为“行为”),toxiclibs会根据这些设定自动计算和施加力。比如,如果我们将AttractionBehavior对象添加在一个粒子上,那么其他粒子都将受这个粒子的引力作用。

    假如我们有一个粒子类(继承自VerletParticle类)。

    Particle p = new Particle(new Vec2D(200,200));
    
    • 创建完粒子对象后,我们让一个AttractionBehavior对象依附在这个粒子上。
    float distance = 20;
    float strength = 0.1;
    AttractionBehavior behavior = new AttractionBehavior(p, distance, strength);
    
    • 注意AttractionBehavior的构造函数有两个参数——distance和strength。distance代表引力的作用范围,在上面的实现中,只有20像素范围内的其他粒子才会受引力的作用。strength参数代表引力的强度。

    • 最后,为了激活引力的作用,AttractionBehavior对象需要被添加进toxiclibs的物理世界。

    physics.addBehavior(behavior);
    

    这意味着只要其他粒子距离该粒子足够近,它们肯定会受到这个粒子的引力作用。

    3、排斥行为

    • 尽管toxiclibs不会处理碰撞,但你还是可以创建类似碰撞的效果,只需要将一个排斥行为添加到每个粒子上(这样一来,粒子之间就存在排斥作用)。让我们看看如何在粒子类中实现这一特性。
    class Particle extends VerletParticle2D {
        float r;
        Particle (Vec2D loc) {
            super(loc);
            r = 4;
            physics.addBehavior(new AttractionBehavior(this,r*4,-1));  每次创建粒子对象时,同
       }
      void display() {
          fill(255);
          stroke(255);
          ellipse(x,y,r*2,r*2);
        }
    }
    

    下面,我们将用toxiclibs重新实现引力程序,让整个窗口中的粒子都受单
    个Attractor对象的吸引作用。

    4、示例

    示例代码5-13 引力/斥力

    import toxi.geom.*;
    import toxi.physics2d.*;
    import toxi.physics2d.behaviors.*;
    
    ArrayList<Particle> particles;
    Attractor attractor;
    
    VerletPhysics2D physics;
    
    void setup () {
      size (640, 360);
      physics = new VerletPhysics2D ();
      physics.setDrag (0.01);
      
      particles = new ArrayList<Particle>();
      for (int i = 0; i < 50; i++) {
        particles.add(new Particle(new Vec2D(random(width),random(height))));
      }
      
      attractor = new Attractor(new Vec2D(width/2,height/2));
    }
    
    
    void draw () {
      background (255);  
      physics.update ();
    
      attractor.display();
      for (Particle p: particles) {
        p.display();
      }
      
      if (mousePressed) {
        attractor.lock();
        attractor.set(mouseX,mouseY);
      } else {
        attractor.unlock();
      }
    }
    

    5、运行结果

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