b2DistanceJoint.cpp
上传用户:gb3593
上传日期:2022-01-07
资源大小:3028k
文件大小:6k
源码类别:

游戏引擎

开发平台:

Visual C++

  1. /*
  2. * Copyright (c) 2006-2007 Erin Catto http://www.gphysics.com
  3. *
  4. * This software is provided 'as-is', without any express or implied
  5. * warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
  6. * arising from the use of this software.
  7. * Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
  8. * including commercial applications, and to alter it and redistribute it
  9. * freely, subject to the following restrictions:
  10. * 1. The origin of this software must not be misrepresented; you must not
  11. * claim that you wrote the original software. If you use this software
  12. * in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
  13. * appreciated but is not required.
  14. * 2. Altered source versions must be plainly marked as such, and must not be
  15. * misrepresented as being the original software.
  16. * 3. This notice may not be removed or altered from any source distribution.
  17. */
  18. #include <Box2D/Dynamics/Joints/b2DistanceJoint.h>
  19. #include <Box2D/Dynamics/b2Body.h>
  20. #include <Box2D/Dynamics/b2TimeStep.h>
  21. // 1-D constrained system
  22. // m (v2 - v1) = lambda
  23. // v2 + (beta/h) * x1 + gamma * lambda = 0, gamma has units of inverse mass.
  24. // x2 = x1 + h * v2
  25. // 1-D mass-damper-spring system
  26. // m (v2 - v1) + h * d * v2 + h * k * 
  27. // C = norm(p2 - p1) - L
  28. // u = (p2 - p1) / norm(p2 - p1)
  29. // Cdot = dot(u, v2 + cross(w2, r2) - v1 - cross(w1, r1))
  30. // J = [-u -cross(r1, u) u cross(r2, u)]
  31. // K = J * invM * JT
  32. //   = invMass1 + invI1 * cross(r1, u)^2 + invMass2 + invI2 * cross(r2, u)^2
  33. void b2DistanceJointDef::Initialize(b2Body* b1, b2Body* b2,
  34. const b2Vec2& anchor1, const b2Vec2& anchor2)
  35. {
  36. bodyA = b1;
  37. bodyB = b2;
  38. localAnchorA = bodyA->GetLocalPoint(anchor1);
  39. localAnchorB = bodyB->GetLocalPoint(anchor2);
  40. b2Vec2 d = anchor2 - anchor1;
  41. length = d.Length();
  42. }
  43. b2DistanceJoint::b2DistanceJoint(const b2DistanceJointDef* def)
  44. : b2Joint(def)
  45. {
  46. m_localAnchor1 = def->localAnchorA;
  47. m_localAnchor2 = def->localAnchorB;
  48. m_length = def->length;
  49. m_frequencyHz = def->frequencyHz;
  50. m_dampingRatio = def->dampingRatio;
  51. m_impulse = 0.0f;
  52. m_gamma = 0.0f;
  53. m_bias = 0.0f;
  54. }
  55. void b2DistanceJoint::InitVelocityConstraints(const b2TimeStep& step)
  56. {
  57. b2Body* b1 = m_bodyA;
  58. b2Body* b2 = m_bodyB;
  59. // Compute the effective mass matrix.
  60. b2Vec2 r1 = b2Mul(b1->GetTransform().R, m_localAnchor1 - b1->GetLocalCenter());
  61. b2Vec2 r2 = b2Mul(b2->GetTransform().R, m_localAnchor2 - b2->GetLocalCenter());
  62. m_u = b2->m_sweep.c + r2 - b1->m_sweep.c - r1;
  63. // Handle singularity.
  64. float32 length = m_u.Length();
  65. if (length > b2_linearSlop)
  66. {
  67. m_u *= 1.0f / length;
  68. }
  69. else
  70. {
  71. m_u.Set(0.0f, 0.0f);
  72. }
  73. float32 cr1u = b2Cross(r1, m_u);
  74. float32 cr2u = b2Cross(r2, m_u);
  75. float32 invMass = b1->m_invMass + b1->m_invI * cr1u * cr1u + b2->m_invMass + b2->m_invI * cr2u * cr2u;
  76. m_mass = invMass != 0.0f ? 1.0f / invMass : 0.0f;
  77. if (m_frequencyHz > 0.0f)
  78. {
  79. float32 C = length - m_length;
  80. // Frequency
  81. float32 omega = 2.0f * b2_pi * m_frequencyHz;
  82. // Damping coefficient
  83. float32 d = 2.0f * m_mass * m_dampingRatio * omega;
  84. // Spring stiffness
  85. float32 k = m_mass * omega * omega;
  86. // magic formulas
  87. m_gamma = step.dt * (d + step.dt * k);
  88. m_gamma = m_gamma != 0.0f ? 1.0f / m_gamma : 0.0f;
  89. m_bias = C * step.dt * k * m_gamma;
  90. m_mass = invMass + m_gamma;
  91. m_mass = m_mass != 0.0f ? 1.0f / m_mass : 0.0f;
  92. }
  93. if (step.warmStarting)
  94. {
  95. // Scale the impulse to support a variable time step.
  96. m_impulse *= step.dtRatio;
  97. b2Vec2 P = m_impulse * m_u;
  98. b1->m_linearVelocity -= b1->m_invMass * P;
  99. b1->m_angularVelocity -= b1->m_invI * b2Cross(r1, P);
  100. b2->m_linearVelocity += b2->m_invMass * P;
  101. b2->m_angularVelocity += b2->m_invI * b2Cross(r2, P);
  102. }
  103. else
  104. {
  105. m_impulse = 0.0f;
  106. }
  107. }
  108. void b2DistanceJoint::SolveVelocityConstraints(const b2TimeStep& step)
  109. {
  110. B2_NOT_USED(step);
  111. b2Body* b1 = m_bodyA;
  112. b2Body* b2 = m_bodyB;
  113. b2Vec2 r1 = b2Mul(b1->GetTransform().R, m_localAnchor1 - b1->GetLocalCenter());
  114. b2Vec2 r2 = b2Mul(b2->GetTransform().R, m_localAnchor2 - b2->GetLocalCenter());
  115. // Cdot = dot(u, v + cross(w, r))
  116. b2Vec2 v1 = b1->m_linearVelocity + b2Cross(b1->m_angularVelocity, r1);
  117. b2Vec2 v2 = b2->m_linearVelocity + b2Cross(b2->m_angularVelocity, r2);
  118. float32 Cdot = b2Dot(m_u, v2 - v1);
  119. float32 impulse = -m_mass * (Cdot + m_bias + m_gamma * m_impulse);
  120. m_impulse += impulse;
  121. b2Vec2 P = impulse * m_u;
  122. b1->m_linearVelocity -= b1->m_invMass * P;
  123. b1->m_angularVelocity -= b1->m_invI * b2Cross(r1, P);
  124. b2->m_linearVelocity += b2->m_invMass * P;
  125. b2->m_angularVelocity += b2->m_invI * b2Cross(r2, P);
  126. }
  127. bool b2DistanceJoint::SolvePositionConstraints(float32 baumgarte)
  128. {
  129. B2_NOT_USED(baumgarte);
  130. if (m_frequencyHz > 0.0f)
  131. {
  132. // There is no position correction for soft distance constraints.
  133. return true;
  134. }
  135. b2Body* b1 = m_bodyA;
  136. b2Body* b2 = m_bodyB;
  137. b2Vec2 r1 = b2Mul(b1->GetTransform().R, m_localAnchor1 - b1->GetLocalCenter());
  138. b2Vec2 r2 = b2Mul(b2->GetTransform().R, m_localAnchor2 - b2->GetLocalCenter());
  139. b2Vec2 d = b2->m_sweep.c + r2 - b1->m_sweep.c - r1;
  140. float32 length = d.Normalize();
  141. float32 C = length - m_length;
  142. C = b2Clamp(C, -b2_maxLinearCorrection, b2_maxLinearCorrection);
  143. float32 impulse = -m_mass * C;
  144. m_u = d;
  145. b2Vec2 P = impulse * m_u;
  146. b1->m_sweep.c -= b1->m_invMass * P;
  147. b1->m_sweep.a -= b1->m_invI * b2Cross(r1, P);
  148. b2->m_sweep.c += b2->m_invMass * P;
  149. b2->m_sweep.a += b2->m_invI * b2Cross(r2, P);
  150. b1->SynchronizeTransform();
  151. b2->SynchronizeTransform();
  152. return b2Abs(C) < b2_linearSlop;
  153. }
  154. b2Vec2 b2DistanceJoint::GetAnchorA() const
  155. {
  156. return m_bodyA->GetWorldPoint(m_localAnchor1);
  157. }
  158. b2Vec2 b2DistanceJoint::GetAnchorB() const
  159. {
  160. return m_bodyB->GetWorldPoint(m_localAnchor2);
  161. }
  162. b2Vec2 b2DistanceJoint::GetReactionForce(float32 inv_dt) const
  163. {
  164. b2Vec2 F = (inv_dt * m_impulse) * m_u;
  165. return F;
  166. }
  167. float32 b2DistanceJoint::GetReactionTorque(float32 inv_dt) const
  168. {
  169. B2_NOT_USED(inv_dt);
  170. return 0.0f;
  171. }