Физические пазлы (Physics)

Эти пазлы используются для моделирования физического поведения объектов.

Содержание

Перечень физических пазлов

create physics world

Инициализирует физический движок, используя указанные параметры gravity и frames-per-second. Значение gravity по умолчанию 9.8 соответствует условиям на поверхности Земли. Нулевое значение означает отсутствие гравитации, как в космосе. Чем выше значение fps, тем выше качество симуляции в ущерб производительности.

Флажок soft body активирует возможность симуляции мягкого тела.

Под капотом, этот пазл также обеспечивает обнаружение столкновений и автоматическую синхронизацию с графикой.

create rigid body

Создает физическое тело из указанного объекта типа dynamic, kinematic, static или ghost. Присваивает форму столкновения и задает массу тела (действительно только для dynamic тел). Также работает для списка объектов, группы (или списка групп) или с пазлом all objects.

Физические типы тела:

dynamic - перемещаются с помощью физического движка, подвержены влиянию столкновений и сталкиваются с другими телами.
kinematic - перемещаются с помощью анимации или действий пользователя. Динамические объекты будут отталкиваться, но влияние от динамических объектов отсутствует.
static - не могут двигаться, но сталкиваются с другими телами.
ghost - аналогичен kinematic, но не производит никакой реакции на столкновение. Используйте его для обнаружения столкновения между телами (например, для реализации датчика приближения).

Поддерживаемые формы жесткого тела:

box - ограничение в форме куба.
sphere - ограничение в форме сферы.
mesh - форма меша.
capsule - форма капсулы, вытянутая вдоль оси вверх-вниз.
cone - конусообразная форма, вытянутая вдоль оси вверх-вниз.
cylinder - цилиндрическая форма, вытянутая вдоль оси вверх-вниз.
empty - пустая форма. Полезно для создания привязок ограничений и точек привязки мягкого тела.

По соображениям производительности отдавайте предпочтение примитивным физическим формам (кубам, сферам, капсулам, конусам и цилиндрам), а не детальным мешам. Кроме того, static меши имеют гораздо лучшую производительность, чем dynamic, kinematic и ghost.

create soft body

Создает мягкое тело из указанного объекта с заданной общей массой (mass) и необязательными параметром pressure (давление). Также работает для списка объектов, группы (или списка групп) или с пазлом all objects.

Поддерживаемые мягкие формы тела:

volume - закрытый герметичный трехмерный объем.
rope - линейный объект, который ведет себя как веревка.
patch - многоугольная поверхность, например, ткань или текстильная заплатка.

Не забудьте активировать симуляцию мягких тел в physics world перед созданием мягких тел.

remove physics body

Удаляет физику с указанного объекта, уничтожая связанное с ним физическое тело. Также работает для списка объектов, группы (или списка групп) или с пазлом all objects.

apply body param

Задает параметры для физического тела, связанного с указанным объектом. Также работает для списка объектов, группы (или списка групп) или с пазлом all objects.

Параметры:

angular damping: Коэффициент сопротивления, замедляющий вращающийся объект: 0 - демпфирование отсутствует, 1 - максимальное демпфирование. Входные значения ограничены диапазоном [0, 1].
angular factor: Установить степень свободного вращения для указанного тела. Например, установив компонент Z равным нулю, можно запретить вращение тела вокруг оси вверх-вниз (Блендер, Max) или вперед-назад (Майя).
angular velocity: Установить вектор скорости вращения.
ccd motion threshold: Порог движения, используемый для моделирования физики непрерывного обнаружения столкновений (CCD). Укажите низкое значение, например 0.001
ccd swept sphere radius: Радиус сферы, используемой для моделирования физики непрерывного обнаружения столкновений (CCD). Это значение должно соответствовать размеру сталкивающихся объектов. Например, для моделирования маленькой пули размером 0,01 м это значение можно смело установить равным 0,5.
force: Толкать тело в заданном направлении.
friction: Коэффициент сопротивления относительному движению твердых тел, скользящих друг относительно друга.
gravity: Назначить гравитацию индивидуально для определенного тела.
impulse: Действует как Linear Velocity, но также учитывает массу тела (более тяжелые объекты приобретают меньшую скорость).
linear damping: Коэффициент сопротивления, замедляющий движущийся объект: 0 - нет демпфирования (например, свободное падение), 1 - максимальное демпфирование (например, объект падает без ускорения). Входные значения ограничены диапазоном [0, 1].
linear factor: Установить степени свободного перемещения для указанного тела. Например, установив компонент Z равным нулю, можно отключить движение тела вверх-вниз (Блендер, Max) или вперед-назад (Майя).
linear velocity: Установить вектор скорости движения.
margin: Надбавка к размеру, используемся для улучшения стабильности и производительности расчётов соударений. Должна указываться для соударяемых поверхностей форм mesh и cone. Для остальных поверхностей (box, sphere, capsule, cylinder) это значение физический движок рассчитывает автоматически.
position: Установить положение тела (работает как пазл snap body).
restitution: Коэффициент упругости: 0 - тело не упругое, как глина, 1 - тело ведет себя как сделанное из резины.
rotation: Устанавливает поворот тела (эйлеровские углы XYZ, работает как пазл snap body).
stiffness: Жесткость мягких тел, таких как объемы и канаты. Устарел, вместо него следует использовать пазл apply soft body param.
torque: Задаёт вращение тела в заданном направлении.
torque impulse: Действует как Angular Velocity, но учитывает массу тела (более тяжелые объекты приобретают меньшую скорость вращения).

Когда два тела сталкиваются, учитываются параметры трения и упругости обоих тел.

get body param

Получает параметр из физического тела, связанного с указанным объектом.

Параметры:

angular damping: Коэффициент сопротивления, замедляющий вращающийся объект: 0 - демпфирование отсутствует, 1 - максимальное демпфирование.
angular factor: Степени свободного вращения для указанного тела (XYZ).
angular velocity: Вектор скорости вращения.
ccd motion threshold: Порог движения, используемый для моделирования физики непрерывного обнаружения столкновений (CCD).
ccd swept sphere radius: Радиус сферы, используемой для моделирования физики непрерывного обнаружения столкновений (CCD).
force: Вектор силы, приложенной к телу.
friction: Коэффициент сопротивления относительному движению твердых тел, скользящих друг относительно друга.
gravity: Вектор силы тяжести, приложенный к телу.
linear damping: Коэффициент сопротивления, замедляющий движущийся объект: 0 - отсутствие демпфирования (например, свободное падение), 1 - максимальное демпфирование (например, объект падает без ускорения).
linear factor: Степени свободного перемещения для указанного тела (XYZ).
linear velocity: Вектор скорости движения.
margin: Надбавка к размеру, используемся для улучшения стабильности и производительности расчётов соударений.
position: Положение тела XYZ.
restitution: Коэффициент упругости: 0 - тело не упругое, как глина, 1 - тело ведет себя как сделанное из резины.
stiffness: Жесткость мягких тел, например канатов и тел имеющих объем. Устарел, вместо него следует использовать пазл get soft body param.
torque: Вектор крутящего момента, приложенного к телу.

set body state

Изменение состояния физического тела, связанного с указанным объектом. Также работает для списка объектов, группы (или списка групп) или с пазлом all objects.

Параметры:

activate - активировать спящее физическое тело.
sleep - усыпить физическое тело.
enable simulation - включить симуляцию тела (по умолчанию включено).
disable simulation - отключить симуляцию тела.
reset - очистить все силы и скорости, приложенные к физическому телу.
enable contact response - разрешить телу сталкиваться с другими телами (включено по умолчанию).
disable contact response - отключить столкновение тел.
make dynamic - придать телу динамику.
make kinematic - придать телу кинематическую форму.
make static - сделать тело статичным.
enable deactivation - позволять телу переходить в спящее состояние после некоторого периода бездействия (включено по умолчанию).
disable deactivation - отключить засыпание тела.

on simulation tick

Запуск пазлов, указанных в слоте do, непосредственно перед или сразу после тика симуляции физики.

Тик симуляции физики соответствует значению FPS, указанному при создании physics world, и не совпадает с кадром рендеринга. Поэтому мы рекомендуем применять силы/скорости/импульсы до (before) тика симуляции и определять столкновения между телами после (after) тика симуляции. Таким образом, вы сможете добиться более стабильной и реалистичной симуляции.

snap body

Перемещает физическое тело, связанное с указанным объектом, и сам объект в положение другого объекта, копируя его данные преобразования. Также копируется вращение. Не работает со списками, группами или пазлом "all objects".

Работает аналогично пазлу apply body param / position.

add constraint to

Соединяет два физических ограничителем заданного типа.

Виды ограничителей:

hinge - соединяет тела общей осью.
ball - соединяет тела с помощью шарообразного гнезда.
slider - ограничивает движение тел направлением вдоль оси X.
spring - соединяет два тела с помощью пружинного шарнира.
fixed - плотно соединяет два тела.

remove constraint from

Удаляет физический ограничитель.

anchor soft body

Привязывает мягкое тело к заданному жесткому телу (создаёт якорь) в точке пространства, представленной заданным вектором.

apply soft body param

Устанавливает параметры мягкого тела, связанного с указанным объектом. Также работает для списка объектов, групп (или списков групп), а также с пазлом all objects puzzle.

Параметры:

anchor hardness: Коэффициент жёсткости якоря: 0 — нет влияния якоря, 1 — максимальное влияние якоря.
angular stiffness: Угловая жёсткость: 0 — отсутствие угловой жёсткости, 1 — максимальная угловая жёсткость.
collision flags: Флаг соударений жёсткого тела: 0 — нет соударений с другими жёсткими телами, 1 — простой расчёт соударений, 17 — точный расчёт соударений. Значение по умолчанию 17.
damping coefficient: Коэффициент замедления: 0 - отсутствие замедления, 1 - максимальное замедление.
drag coefficient: Коэффициент силы сопротивления (сопротивление жидкости). Должен быть положительным числом.
dynamic friction: Динамическое трение. 0 — без трения, 1.0 — максимальное трение.
lift coefficient: Коэффициент подъёмной силы. Должен быть положительным числом.
linear stiffness: Линейная жёсткость: 0 — отсутствие линейной жёсткости, 1 — максимальная линейная жёсткость.
position iterations: Количество итераций расчёта позиции. Бо́льшие значения улучшают качество симуляции. Должен быть положительным числом.
pressure coefficient: Коэффициент давления (например для надувных шаров).
velocity iterations: Количество итераций расчёта скорости. Бо́льшие значения улучшают качество симуляции. Должен быть положительным числом.
wind velocity: Вектор скорости ветра.

get soft body param

Gets a parameter from the soft body associated with a specified object.

Параметры:

anchor hardness: Коэффициент жёсткости якоря: 0 — нет влияния якоря, 1 — максимальное влияние якоря.
angular stiffness: Угловая жёсткость: 0 — отсутствие угловой жёсткости, 1 — максимальная угловая жёсткость.
collision flags: Флаг соударений жёсткого тела: 0 — нет соударений с другими жёсткими телами, 1 — простой расчёт соударений, 17 — точный расчёт соударений. Значение по умолчанию 17.
damping coefficient: Коэффициент замедления: 0 - отсутствие замедления, 1 - максимальное замедление.
drag coefficient: Коэффициент силы сопротивления (сопротивление жидкости).
dynamic friction: Динамическое трение. 0 — без трения, 1.0 — максимальное трение.
lift coefficient: Коэффициент подъёмной силы. Должен быть положительным числом.
linear stiffness: Линейная жёсткость: 0 — отсутствие линейной жёсткости, 1 — максимальная линейная жёсткость.
position iterations: Количество итераций расчёта позиции.
pressure coefficient: Коэффициент давления (например для надувных шаров).
velocity iterations: Количество итераций расчёта скорости.
wind velocity: Вектор скорости ветра.

detect collisions and collision info

Определяет, есть ли столкновение в данный момент указанного тела с другим телом (или любым телом из списка или группы). Если столкновение произошло, срабатывают пазлы в слоте if touching do, иначе - в слоте if not touching do.

Пазл "detect collisions" запускает любой из своих слотов обратного вызова каждый кадр рендеринга.

Пазл collision info выводит словарь со следующими полями:

objectA - имя первого столкнувшегося тела.
objectB - имя второго сталкивающегося тела.
distance - расстояние между точками столкновений.
positionOnA - XYZ координаты точки столкновения на первом объекте.
positionOnB - XYZ координаты точки столкновения на втором объекте.
normalOnB - XYZ компоненты вектора нормали в точке столкновения на втором объекте.

Возможности предоставляемые с помощью «Ява Скрипта»

Перед началом чтения, пожалуйста, ознакомьтесь с разделом использование Ява Скрипта данного руководства пользователя.

Для создания физических пазлов мы используем «Ява Скрипт»-библиотеку под названием Ammo.js. Эта библиотека представляет собой популярный физический движок Bullet, скомпилированный для использования в браузере.

Чтобы познакомиться с Bullet, ознакомьтесь с руководством по Bullet Physics SDK, доступным на GitHub, а также с официальным справочником Bullet API Reference.

В «Вердж3Д» вы можете выполнять API Bullet/Ammo.js напрямую, используя пространство имен Ammo:


    const myVector = new Ammo.btVector3(1.0, 0.0, 0.0);
    console.log('Мой физический вектор:', myVector.x(), myVector.y(), myVector.z());

Также вы можете получить доступ к структурам данных, которые мы используем в пазлах, с помощью аргумента puzzles функции runCode() главного .js-файла вашего приложения, либо с помощью переменной puzzles в пазле exec script.

Мир

В зависимости от инициализированного физического мира он может быть экземпляром класса btDiscreteDynamicsWorld или btSoftRigidDynamicsWorld:


    const gravity = v3d.puzzles.physics.world.getGravity();
    console.log('World gravity:', gravity.y());

Физические тела

Физические тела хранятся как данные с ключ-значение внутри объекта puzzles.physics.bodies:


    const body = puzzles.physics.bodies['Whirligig'];
    console.log('Масса тела:', 1.0 / body.getInvMass());

Жесткие тела являются экземплярами класса btRigidBody, а мягкие тела - экземплярами класса btSoftBody.

Физические ограничители

Физические ограничители хранятся в виде ключевых значений внутри двумерного объекта puzzles.physics.constraints:


    const hingeConstraint = puzzles.physics.constraints['Suzanne']['Axis'];
    hingeConstraint.enableAngularMotor(true, 10, 10);

Эти имена представляют первое и второе тела ограничения соответственно.

Physics Sync List

Пазлы «Вердж3Д» используют так называемый список синхронизации для перемещения объектов, представленных физическими телами, в пространстве. Список синхронизации недоступен напрямую, поэтому для добавления/удаления тел в/из этого списка необходимо использовать следующие методы API.


    // добавить объект/тело в список синхронизации
    // поддерживаемые типы: 'DYNAMIC', 'KINEMATIC', 'STATIC', 'GHOST' и 'SOFT_BODY'
    puzzles.physics.addToSyncList(obj, body, 'DYNAMIC');

    // удалить объект/тело из списка синхронизации
    puzzles.physics.removeFromSyncList(obj, body);

Проблемы с пазлами?

Обратитесь за помощью на наш форум!