opengl教程第39課物理模擬簡介

1、第三十九課 物理模擬簡介:還記得高中的物理吧，直線運動，落體運動，彈簧。在這一課里，創(chuàng)造這一切。物理模擬介紹如果你很熟悉物理規(guī)律，并且想實現(xiàn)它，這篇文章很適合你。在這篇里，你會創(chuàng)建一個非常簡單的物理引擎，創(chuàng)建以下類：內(nèi)容:位置類* classVector3D -用來物體的三維坐標的類力和運動* classMass -表示一個物體的物理屬性模擬類* classSimulation -模擬物理規(guī)律模擬勻速運動* class ConstantVelocity: public Simulation -模擬勻速運動模擬在力的作用下運動* class MotionUnderGraviion : publi

2、c Simulation -模擬在引力的作用下運動模擬在彈簧的作用下運動* class MassConnectedWithSpring : public Simulation -class Masspublic: float m; Vector3D Vector3DVector3D/ 質(zhì)量/ 位置/ 速度/ 力;vel; force;Mass(float m)this-m = m;/ 構(gòu)造函數(shù).下面的代碼給物體增加一個力，在初始時這個力為 0void applyForce(Vector3Dthis-force += force;force)/ 增加一個力void init()/ 初始時設為 0

3、force.xforce.y force.z=0;0;0;.下面的步驟完成一個模擬：設置力應用外力根據(jù)力的時間，計算物體的位置和速度void simulate(float dt)vel += (force/ m) * dt;/ 更新速度+= vel *dt;/ 更新位置模擬類怎樣:在一個物理模擬中，按以下規(guī)律進行模擬，設置力，更新物體的位置和速度，按時間一次又一次的進行模擬。下面是它的實現(xiàn)代碼：class Simulationpublic:numOfMasses; Mass* masses;/ 物體的個數(shù)/ 指向物體結(jié)構(gòu)的指針Simulation(numOfMasses,float m)/ 構(gòu)

4、造函數(shù)this-numOfMasses = numOfMasses;masses = new Mass*numOfMasses;for (a = 0; a numOfMasses;+a)massesa = new Mass(m);virtual void release()/所有的物體for (a = 0; a numOfMasses;+a)delete(massesa);massesa = NULL;delete(masses);masses = NULL;Mass* getMass(index)if (index = numOfMasses)return NULL;/ 返回第i 個物體re

5、turn massesindex;.(class Simulation continued)virtual void init()/ 初始化所有的物體for (a = 0; a init();virtual void solve()/虛函數(shù)，在具體的應用中設置各個施加給各個物體的力virtual void simulate(float dt)/讓所有的物體模擬一步for (a = 0; a simulate(dt);.整個模擬的部分被封裝到下面的函數(shù)中(class Simulation continued)virtual voidinit();solve();operate(float dt)

6、/完整的模擬過程/ 設置力為 0/ 應用力/ 模擬simulate(dt);現(xiàn)在已經(jīng)有了一個簡單的物理模擬引擎了，它包含有物體和模擬兩個類，下面基于它們創(chuàng)建三個具體的模擬對象:1.2.3.具有恒定速度的物體 具有恒定加速度的物體具有與距離成反比的力的物體在程序中控制一個模擬對象：在寫一個具體的模擬類之前，讓看看如何在程序中模擬一個對象，在這個里，模擬引擎和操作模擬的程序在兩個文件里，在程序中使用如下的函數(shù)，操作模擬：void Update (DWORD milliseconds)/ 執(zhí)行模擬這個函數(shù)在每一幀的開始更新，參數(shù)為相隔的時間。void Update (DWORD millisecon

7、ds).float dt = milliseconds/1000.0f;/ 轉(zhuǎn)化為秒dt /= slowMotionRatio;/ 除以模擬系數(shù)timeElapsed += dt;/ 更新流失的時間.在下面的代碼中，定義一個處理間隔，沒隔這么長時間，讓物理引擎模擬一次。.float maxsible_dt = 0.1f;/ 設置模擬間隔numOfIterations = ()(dt / maxsible_dt) + 1;/計算在流失的時間里模擬的次數(shù)if (numOfIterations != 0)dt = dt / numOfIterations;for (a = 0; a operate(

8、dt);motionUnderGraviion-operate(dt);massConnectedWithSpring-operate(dt);下面讓來寫著兩個具體的模擬類:1. 具有恒定速度的物體* class ConstantVelocity : public Simulation-模擬一個勻速運動的物體class ConstantVelocity : public Simulationpublic:ConstantVelocity() : Simulation(1, 1.0f)masses0-= Vector3D(0.0f, 0.0f, 0.0f); masses0-vel = Vect

9、or3D(1.0f, 0.0f, 0.0f);/ 初始位置為 0/ 向右運動下面來創(chuàng)建一個具有恒定加速的物體：class MotionUnderGraviion : publicSimulationVector3D graviion;/加速度MotionUnderGraviion(Vector3D graviion) : Simulation(1, 1.0f)/構(gòu)造函數(shù)this-graviion = graviion;/ 設置加速度masses0-= Vector3D(-10.0f, 0.0f, 0.0f);masses0-vel = Vector3D(10.0f, 15.0f, 0.0f);

10、/設置位置為左邊-10 處設置速度為右上.下面的函數(shù)設置施加給物體的力virtual void solve()/ 設置當前的力for (a = 0; a applyForce(graviion * massesa-m);下面的類創(chuàng)建一個受到與距離成正比的力的物體：class MassConnectedWithSpringpublic:float springConstant;:public Simulation/ 彈性系數(shù)/ 連接方向Vector3D connection;MassConnectedWithSpring(float springConstant) : Simulation(1,this-springConstant = springConstant;1.0f)/構(gòu)造函數(shù)connection= Vector3D(0.0f, -5.0f, 0.0f);masses0-= connection+ Vector3D(10.0f, 0.0f, 0.0f);masses0-vel = Vector3D