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■PhysXで球面ジョイント | Prev Top Next |
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「物理エンジン PhysX プログラミング」っていう書籍ネタも残すところジョイントだけとなりました。 なのでとりあえず最後までやります。ジョイントが終わった後どうするかは未定ですが。
では本題。まずジョイントとはなにかっていうところですが、要するに関節です。 例えば人間の体は胴体に頭や腕や足がくっついていて、それぞれが関節を中心に回転運動ができます。 この制御をPhysXではジョイントを使用して処理することになります。
今回のサンプルでは2つのボックスをジョイントで連結するプログラムを作成します。
---Main.cpp---
//Direct3D static LPDIRECT3D9 m_pdirect3d9 = NULL; static LPDIRECT3DDEVICE9 m_pd3dDevice = NULL; static D3DPRESENT_PARAMETERS m_d3dParameters; //PhysX static NxPhysicsSDK* m_pNxPhysicsSDK = NULL; static NxScene* m_pNxScene = NULL; // PhysXデバッグ用クラス static DEBUG_RENDERER* m_pDebugRenderer = NULL; // 地面モデル static LPD3DXMESH m_pPlaneMesh = NULL; static TCHAR* m_pPlaneMeshName = _T("Plane"); static NxActor* m_pActorPlane = NULL; //箱モデル static LPD3DXMESH m_pBoxMesh = NULL; static TCHAR* m_pBoxName = _T("Box"); static NxActor* m_pActorBox0 = NULL; // ジョイントで連結するアクター static NxActor* m_pActorBox1 = NULL; // ジョイントで連結するアクター static UINT nWidth = 1024; //ウィンドウの横幅 static UINT nHeight = 768; //ウィンドウの縦幅 int APIENTRY WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE /*hPrevInstance*/, LPSTR /*lpCmpLine*/, INT /*nCmdShow*/) { HRESULT hr; MSG msg; ZeroMemory( &msg, sizeof(MSG) ); HWND hWnd = NULL; BOOL Windowed = TRUE; TCHAR* AppName = _T("PhysX Tutrial 01"); //**************************************************************************** // ウィンドウ作成 //**************************************************************************** // 省略。。。 //**************************************************************************** // Direct3Dの初期化 //**************************************************************************** // 省略。。。 //**************************************************************************** // 3Dメッシュをロードする //**************************************************************************** D3DXLoadMeshFromX( _T("Plane.x"), D3DXMESH_MANAGED, m_pd3dDevice, NULL, NULL, NULL, NULL, &m_pPlaneMesh ); D3DXLoadMeshFromX( _T("res\\Box.x"), D3DXMESH_MANAGED, m_pd3dDevice, NULL, NULL, NULL, NULL, &m_pBoxMesh ); //固定機能パイプラインライティングを設定する D3DLIGHT9 Light; ZeroMemory(&Light, sizeof(D3DLIGHT9)); Light.Type = D3DLIGHT_DIRECTIONAL; Light.Direction = D3DXVECTOR3( -1.0f, -1.0f, 1.0f ); Light.Ambient = D3DXCOLOR( 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f ); Light.Diffuse = D3DXCOLOR( 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f ); Light.Specular = D3DXCOLOR( 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f ); m_pd3dDevice->SetLight(0, &Light); m_pd3dDevice->LightEnable(0, TRUE); //**************************************************************************** // PhysXの初期化 //**************************************************************************** // この関数については「PhysXをとりあえず使ってみる」ページを参照すること hr = InitNxPhysX( &m_pNxPhysicsSDK, &m_pNxScene, &m_pDebugRenderer ); if( FAILED( hr ) ) { ::DestroyWindow( hWnd ); return 0; } // マテリアル関連 NxMaterial * defaultMaterial = m_pNxScene->getMaterialFromIndex(0); defaultMaterial->setRestitution(0.5f); // 反発係数 defaultMaterial->setDynamicFriction(0.5f); // 動摩擦係数 defaultMaterial->setStaticFriction(0.5f); // 静止摩擦係数 NxActorDesc actorDesc; //**************************************************************************** // 静的な衝突判定用オブジェクトを作成する //**************************************************************************** // 初期化 actorDesc.setToDefault(); // 地面のアクターを作成する NxPlaneShapeDesc planeDesc; // 初期化 planeDesc.setToDefault(); // 原点からの距離. 法線ベクトルと一緒に設定し、地面の位置を決定する planeDesc.d = -10.0f; // アクターにシェイプを追加 actorDesc.shapes.pushBack(&planeDesc); //アクターに名称を設定する actorDesc.name = m_pPlaneMeshName; // シーンにアクターを追加 m_pActorPlane = m_pNxScene->createActor(actorDesc); //**************************************************************************** // 動的な衝突判定用オブジェクトを2つ作成する //**************************************************************************** NxBoxShapeDesc boxDesc; NxBodyDesc bodyDesc; NxVec3 BoxPos = NxVec3( 0, 20, 50 ); //箱1 actorDesc.setToDefault(); boxDesc.setToDefault(); // 箱の大きさ boxDesc.dimensions = NxVec3( 0.8f, 4, 0.8f ); // ローカル座標系上でのシェイプの位置 boxDesc.localPose.t = NxVec3( 0, 0, 0 ); // アクターにシェイプを追加 actorDesc.shapes.pushBack( &boxDesc ); // 動的な衝突判定用モデルの設定 bodyDesc.setToDefault(); bodyDesc.angularDamping = 0.5f; // 回転による減衰係数 // ボディに設定する. なおNxScene::createActorをコールした時点でコピーされるっぽいので NxBodyDesc の内容を保持しておく必要はない actorDesc.body = &bodyDesc; // 質量密度 actorDesc.density = 5.0f; actorDesc.name = m_pBoxName; // シーン上の位置 actorDesc.globalPose.t = BoxPos; // シーンにアクターを追加 m_pActorBox0 = m_pNxScene->createActor(actorDesc); //箱2 actorDesc.setToDefault(); boxDesc.setToDefault(); // 箱の大きさ(ここ変更してみた) boxDesc.dimensions = NxVec3( 1, 4, 1 ); // ローカル座標系上でのシェイプの位置 boxDesc.localPose.t = NxVec3( 0, 0, 0 ); // アクターにシェイプを追加 actorDesc.shapes.pushBack( &boxDesc ); // 動的な衝突判定用モデルの設定 bodyDesc.setToDefault(); bodyDesc.angularDamping = 0.5f; // 回転による減衰係数 // ボディに設定する. なおNxScene::createActorをコールした時点でコピーされるっぽいので NxBodyDesc の内容を保持しておく必要はない actorDesc.body = &bodyDesc; // 質量密度(ここ変更してみた) actorDesc.density = 10.0f; actorDesc.name = m_pBoxName; // シーン上の位置 actorDesc.globalPose.t = BoxPos; // シーンにアクターを追加 m_pActorBox1 = m_pNxScene->createActor(actorDesc); //**************************************************************************** // ジョイント //**************************************************************************** NxSphericalJointDesc sphericalDesc; sphericalDesc.setToDefault(); //連結する2つのアクターを設定 sphericalDesc.actor[0] = m_pActorBox0; sphericalDesc.actor[1] = m_pActorBox1; //アンカーポイントをローカル座標系で設定 sphericalDesc.localAnchor[0] = NxVec3( 0, -4.5f, 0 ); sphericalDesc.localAnchor[1] = NxVec3( 0, 4.5f, 0 ); // ジョイントを作成する m_pJoint = m_pNxScene->createJoint( sphericalDesc ); ::ShowWindow(hWnd, SW_SHOW); ::UpdateWindow(hWnd); //**************************************************************************** // メッセージループ //**************************************************************************** do { if( ::PeekMessage( &msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE ) ) { ::TranslateMessage(&msg); ::DispatchMessage(&msg); } else { if( MainLoop(hWnd) == FALSE ) ::DestroyWindow( hWnd ); } }while( msg.message != WM_QUIT ); ::UnregisterClass( AppName, hInstance ); return msg.wParam; } LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hWnd, UINT msg, UINT wParam, LONG lParam ) { switch (msg) { case WM_KEYDOWN: // U if( wParam == 0x55 ) m_pActorBox0->addForce( NxVec3( 0, 10000, 0 ) ); if( wParam == VK_UP ) m_pActorBox0->addForce( NxVec3( 0, 0, 10000 ) ); if( wParam == VK_RIGHT ) m_pActorBox0->addForce( NxVec3( 10000, 0, 0 ) ); if( wParam == VK_LEFT ) m_pActorBox0->addForce( NxVec3( -10000, 0, 0 ) ); if( wParam == VK_DOWN ) m_pActorBox0->addForce( NxVec3( 0, 0, -10000 ) ); break; case WM_KEYUP: if( wParam == VK_ESCAPE ) ::DestroyWindow( hWnd ); break; // 終了処理 case WM_DESTROY: //PhysX SafeDelete( m_pDebugRenderer ); if( m_pNxPhysicsSDK != NULL ) { if( m_pNxScene != NULL ) { NxU32 actorCount = m_pNxScene->getNbActors(); for( NxU32 i=0; i<actorCount; i++ ) { NxActor* actor = m_pNxScene->getActors()[i]; m_pNxScene->releaseActor( *actor ); } m_pNxPhysicsSDK->releaseScene( *m_pNxScene ); m_pNxScene = NULL; } NxReleasePhysicsSDK( m_pNxPhysicsSDK ); m_pNxPhysicsSDK = NULL; } //Direct3D SafeRelease( m_pBoxMesh ); SafeRelease( m_pPlaneMesh ); SafeRelease( m_pd3dDevice ); SafeRelease( m_pdirect3d9 ); ::PostQuitMessage(0); break; default: return ::DefWindowProc( hWnd, msg, wParam, lParam ); } return 0L; } BOOL MainLoop( HWND hWnd ) { D3DXMATRIX matWVP, matWorld, matView, matProj; //ワールド行列 D3DXMatrixIdentity( &matWorld ); m_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_WORLD, &matWorld ); //ビュー行列 D3DXMatrixTranslation( &matView, 0.0f, 0.0f, 0.0f ); m_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_VIEW, &matView ); //遠近射影行列 //クリップ面はアプリケーションごとに調整すること D3DXMatrixPerspectiveFovLH( &matProj, D3DX_PI/4.0f, 4.0f / 3.0f, 0.01f, 1500.0f ); m_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_PROJECTION, &matProj ); if( SUCCEEDED( m_pd3dDevice->BeginScene() ) ) { m_pd3dDevice->Clear( 0L, NULL, D3DCLEAR_TARGET | D3DCLEAR_ZBUFFER, 0x0, 1.0f, 0L ); //**************************************************************************** // 3Dメッシュをレンダリング //**************************************************************************** m_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_LIGHTING, TRUE ); D3DMATERIAL9 Material; // アクター数を取得 NxU32 actorCount = m_pNxScene->getNbActors(); for( NxU32 i=0; i<actorCount; i++ ) { //シーンに登録されているアクターのポインタを取得する NxActor* actor = m_pNxScene->getActors()[i]; //アクターに登録されているシェイプ数を取得 NxU32 shapeCount = actor->getNbShapes(); //アクターの名称を取得する const TCHAR* name = actor->getName(); if( name != NULL ) { // 箱 if( _tcscmp( name, m_pBoxName ) == 0 ) { for( NxU32 j=0; j<shapeCount; j++ ) { //DirectXと異なりPhysXは右手座標系であることに注意する。 NxF32 m[16]; //単位行列 ZeroMemory( m, sizeof( D3DXMATRIXA16 ) ); m[0] = m[5] = m[10] = m[15] = 1.0f; actor->getGlobalPose().getColumnMajor44( m ); CopyMemory( &matWorld, m, sizeof( D3DXMATRIXA16 ) ); m_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_WORLD, &matWorld ); //マテリアル設定 ZeroMemory( &Material, sizeof( Material ) ); Material.Ambient.r = 0.1f; Material.Ambient.g = 0.1f; Material.Ambient.b = 0.1f; Material.Ambient.a = 1.0f; Material.Diffuse.r = 0.0f; Material.Diffuse.g = 0.0f; Material.Diffuse.b = 1.0f; Material.Diffuse.a = 1.0f; m_pd3dDevice->SetMaterial( &Material ); m_pBoxMesh->DrawSubset(0); } } //地面メッシュ else if( _tcscmp( name, m_pPlaneMeshName ) == 0 ) { for( NxU32 j=0; j<shapeCount; j++ ) { NxShape* shape = actor->getShapes()[j]; D3DXMatrixIdentity( &matWorld ); //平行移動情報を取得し、Direct3D側に設定する NxPlane plane = shape->isPlane()->getPlane(); matWorld._41 = 0.0f; matWorld._42 = plane.d; matWorld._43 = 0.0f; m_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_WORLD, &matWorld ); //マテリアル設定 ZeroMemory( &Material, sizeof( Material ) ); Material.Ambient.r = 0.1f; Material.Ambient.g = 0.1f; Material.Ambient.b = 0.1f; Material.Ambient.a = 1.0f; Material.Diffuse.r = 0.2f; Material.Diffuse.g = 1.0f; Material.Diffuse.b = 0.0f; Material.Diffuse.a = 1.0f; m_pd3dDevice->SetMaterial( &Material ); //Planeメッシュをレンダリングする m_pPlaneMesh->DrawSubset(0); } } } } //**************************************************************************** // デバッグ用のワイヤーフレームを描画 //**************************************************************************** m_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_LIGHTING, FALSE ); if(m_pDebugRenderer) m_pDebugRenderer->RenderData( m_pd3dDevice, m_pNxScene->getDebugRenderable() ); m_pd3dDevice->EndScene(); // 1FPSの時間を指定 // 遅延が発生した場合を考慮しないとだめだろう m_pNxScene->simulate( 1.0f / 60.0f ); //よくわからんが下記の2関数をコールして実際に時間を進めるらしい m_pNxScene->flushStream(); m_pNxScene->fetchResults( NX_RIGID_BODY_FINISHED, true ); } m_pd3dDevice->Present( NULL, NULL, NULL, NULL ); return TRUE; }ポイントは アンカーポイントです。アンカーポイントとは2つのアクターを連結する座標のことです。 サンプルではローカル座標系で指定しました。
ですがサンプルのような単純なアクターを扱う場合は、ワールド座標系でもいいです。 ワールド座標系で指定する場合は NxSphericalJointDesc::localAnchor メンバ変数は使用せず、 NxSphericalJointDesc::setGlobalAnchor メソッドでワールド座標系上でのアンカーポイントの座標を指定します。 さらにアクターのワールド座標系上での位置 NxActorDesc::globalPose::t もアンカーポイントの座標を考慮して 移動させます。
さて今回のジョイントでは回転運動に制限がついていません。その辺については次回やります。