加速度的交互

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
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1.10 加速度的交互

一、算法3

  在算法3中,物体有朝着鼠标方向的加速度,我们将根据这一规则动态计算物体的加速度。
  我们想要根据某个规则或公式计算一个向量,都必须同时算出两部分数据:大小和方向。


图1-14

1、方向

  先从方向开始,加速度的方向是物体朝向鼠标的方向,
  假设物体的位置是(x,y),鼠标的位置是(mouseX,mouseY)。

  如图1-15所示,物体的位置向量减去鼠标的位置向量,得到向量(dx,dy)。


图1-15

  我们用PVector实现上面的逻辑。假设这是在Mover类中,可以访问对象的位置:

PVector mouse = new PVector(mouseX,mouseY);
PVector dir = PVector.sub(mouse,location); 
使用静态sub()函数,得到由某个点指向另一点的向量

2、快慢

  现在,我们得到一个由Mover指向鼠标的PVector对象。如果直接把这个向量对象作为加速度,物体会瞬间移动到鼠标所在的位置,且动画效果很不明显,所以,接下来要做的就是确定物体移向鼠标的快慢。
  为了设置加速度向量的大小(无论大小是多少),我们必须先单位化方向向量。只要能将方向向量缩短到1,我们就得到了一个只代表方向的单位向量,可以将它的大小设成任意值。1与任何数相乘,都等于那个数本身。

float anything = ?????
dir.normalize();
dir.mult(anything);

3、总结

我们对上面说到的几个步骤做个总结:

  • 1.计算由物体指向目标位置(鼠标)的向量;
  • 2.单位化该向量(将向量的大小缩短为1);
  • 3.改变以上单位向量的长度(乘以某个合适的值);
  • 4.将步骤3中得到的向量赋给加速度。

我们在update()函数中实现这些步骤:

二、示例代码1-10

示例代码1-10 朝着鼠标位置加速

Mover mover;

void setup() {
  size(640,360);
  mover = new Mover(); 
}

void draw() {
 // background(255);
  
  // Update the position
  mover.update();
  // Display the Mover
  mover.display(); 
}

//mover.pde
class Mover {

  // The Mover tracks position, velocity, and acceleration 
  PVector position;
  PVector velocity;
  PVector acceleration;
  // The Mover's maximum speed
  float topspeed;

  Mover() {
    // Start in the center
    position = new PVector(width/2,height/2);
    velocity = new PVector(0,0);
    topspeed = 5;
  }

  void update() {
    
    // Compute a vector that points from position to mouse
    PVector mouse = new PVector(mouseX,mouseY);
    PVector acceleration = PVector.sub(mouse,position);
    // Set magnitude of acceleration
    acceleration.setMag(0.2);
    
    // Velocity changes according to acceleration
    velocity.add(acceleration);
    // Limit the velocity by topspeed
    velocity.limit(topspeed);
    // position changes by velocity
    position.add(velocity);
  }

  void display() {
    stroke(0);
    strokeWeight(2);
    fill(127);
    ellipse(position.x,position.y,48,48);
  }

}
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