Experto en Desarrollo de Aplicaciones para Dispositivos Móviles

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Sesión 4: Motor de físicas

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Puntos a tratar• Motor Box2D• Objetos de Box2D• Tipos de cuerpos• Unidades de medida• Simulación física• Detección de colisiones• Physics Editor

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Motor de físicas Box2D• Físicas de cuerpos rígidos• Escrito en C++• Se incluye en la mayoría de motores• AndEngine, Cocos2D, libgdx

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Conceptos de Box2D

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Body Cuerpo rígido. Puede ser estático, cinemático, o dinámico

Fixture Fija las propiedades de un cuerpo, incluyendo su forma

Shape Define la forma de un cuerpo (círculo o polígono)

Constraint Limita los grados de libertad de un objeto

Joint Define una unión de diferentes cuerpos

World Simulación del mundo 2D. Contiene un conjunto de cuerpos

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Mundo de Box2D• Se encarga de realizar la simulación física

• Podemos añadir al mundo diferentes cuerpos rígidos

• Se crea con el vector de gravedad a aplicar• La gravedad se indica mediante un vector 2D (x, y)• El segundo parámetro nos permite optimizar el rendimiento,

evitando que se simulen los cuerpos inactivos si es true

• Podemos cambiar la gravedad con SetGravity

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b2Vec2  gravity;gravity.Set(0,  -­‐10);b2World  *world  =  new  b2World(gravity);

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Tipos de cuerpos en Box2D

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Estático

CinemáticoDinámico

• Usa el sistema métrico (m, kg)• Debemos fijar ratio de conversión píxeles-metros• Optimizado para manejar objetos de 1 metro

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Unidades de medida en Box2D

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b2BodyDef  bodyDef;bodyDef.type  =  b2_dynamicBody;    bodyDef.position.Set(x  /  PTM_RATIO,  y  /  PTM_RATIO);  b2Body  *body  =  world-­‐>CreateBody(&bodyDef);                  b2PolygonShape  bodyShape;bodyShape.SetAsBox((width/2)  /  PTM_RATIO,  (height/2)  /  PTM_RATIO);  body-­‐>CreateFixture(&bodyShape,  1.0f);

PTM_RATIO  =  32width  =  32  (1m)height  =  64  (2m)

32  px1  m

64  px2  m

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Límites del escenario• Podemos crearlos como objetos estáticos de tipo arista

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b2BodyDef  limitesBodyDef;limitesBodyDef.position.Set(x,  y);                                  b2Body  *limitesBody  =  world-­‐>CreateBody(&limitesBodyDef);b2EdgeShape  limitesShape;b2FixtureDef  fixtureDef;fixtureDef.shape  =  &limitesShape;  limitesShape.Set(b2Vec2(0.0f  /  PTM_RATIO,  0.0f  /  PTM_RATIO),                                    b2Vec2(width  /  PTM_RATIO,  0.0f  /  PTM_RATIO));limitesBody-­‐>CreateFixture(&fixtureDef);  limitesShape.Set(b2Vec2(width  /  PTM_RATIO,  0.0f  /  PTM_RATIO),                                    b2Vec2(width  /  PTM_RATIO,  height  /  PTM_RATIO));limitesBody-­‐>CreateFixture(&fixtureDef);  limitesShape.Set(b2Vec2(width  /  PTM_RATIO,  height  /  PTM_RATIO),                                    b2Vec2(0.0f  /  PTM_RATIO,  height  /  PTM_RATIO));limitesBody-­‐>CreateFixture(&fixtureDef);  limitesShape.Set(b2Vec2(0.0f  /  PTM_RATIO,  height  /  PTM_RATIO),                                    b2Vec2(0.0f  /  PTM_RATIO,  0.0f  /  PTM_RATIO));limitesBody-­‐>CreateFixture(&fixtureDef);

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Simulación física• En cada iteración del ciclo del juego debemos actualizar la

simulación del mundo físico• Debemos proporcionar el delta time en la actualización

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//  Ejecuta  la  simulaciónworld-­‐>Step(delta,  6,  2);world-­‐>ClearForces();    //  Lee  datos  de  los  cuerpos  en  la  simulación  físicab2Vec2  pos  =  body-­‐>GetPosition();CGFloat  rot  =  -­‐1  *  CC_RADIANS_TO_DEGREES(b-­‐>GetAngle());  sprite.position  =  ccp(pos.x*PTM_RATIO,  pos.y*PTM_RATIO);sprite.rotation  =  rot;

Conviene acortarlo

Iteraciones posición

Iteraciones velocidad

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Datos de usuario de los cuerpos• Podemos asignar datos de usuarios genéricos a los cuerpos• Útil para adjuntar el sprite asociado al cuerpo

• El cuerpo de Box2D sólo realiza simulación física• Nosotros debemos mostrarlo en pantalla mediante un sprite• Esto lo haremos tras la actualización del mundo

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bodyDef.userData  =  sprite;

CCSprite  *sprite  =  (CCSprite  *)body-­‐>GetUserData();b2Vec2  pos  =  body-­‐>GetPosition();CGFloat  rot  =  -­‐1  *  CC_RADIANS_TO_DEGREES(b-­‐>GetAngle());  sprite.position  =  ccp(pos.x*PTM_RATIO,  pos.y*PTM_RATIO);sprite.rotation  =  rot;

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Detección de colisiones• Podemos definir listener de contacto (ContactListener)

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class  MiContactListener  :  public  b2ContactListener  {  public:        MiContactListener();        ~MiContactListener();                  //  Se  produce  un  contacto  entre  dos  cuerpos        virtual  void  BeginContact(b2Contact*  contact);          //  El  contacto  entre  los  cuerpos  ha  finalizado                    virtual  void  EndContact(b2Contact*  contact);          //  Se  ejecuta  antes  de  resolver  el  contacto.          //  Podemos  evitar  que  se  procese                virtual  void  PreSolve(b2Contact*  contact,                                                      const  b2Manifold*  oldManifold);                  //  Podemos  obtener  el  impulso  aplicado  sobre  los  cuerpos  en  contacto        virtual  void  PostSolve(b2Contact*  contact,                                                        const  b2ContactImpulse*  impulse);        };

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Velocidad de impacto

• WorldManifold da información sobre los puntos de contacto

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void  MiContactListener::BeginContact(b2Contact*  contact)  {            b2Body  *bodyA  =  contact.fixtureA-­‐>GetBody();        b2Body  *bodyB  =  contact.fixtureB-­‐>GetBody();                            //  Obtiene  el  punto  de  contacto        b2WorldManifold  worldManifold;          contact-­‐>GetWorldManifold(&worldManifold);                  b2Vec2  point  =  worldManifold.points[0];                          //  Calcula  la  velocidad  a  la  que  se  produce  el  impacto        b2Vec2  vA  =  bodyA-­‐>GetLinearVelocityFromWorldPoint(point);          b2Vec2  vB  =  bodyB-­‐>GetLinearVelocityFromWorldPoint(point);          float32  vel  =  b2Dot(vB  -­‐  vA,  worldManifold.normal);                      ...}

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Impulso durante el contacto

• Nos informa de la fuerza ejercida entre los cuerpos mientras dura el contacto

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void  MiContactListener::PostSolve(b2Contact*  contact,                                                                      const  b2ContactImpulse*  impulse)  {                  b2Body  *bodyA  =  contact.fixtureA-­‐>GetBody();        b2Body  *bodyB  =  contact.fixtureB-­‐>GetBody();                            float  impulso  =  impulse-­‐>GetNormalImpulses()[0];}

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Physics Editor• En código podemos definir formas básicas• Es difícil definir figuras complejas• Podemos utilizar herramientas como Physics Editor

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http://www.codeandweb.com/physicseditor

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Opciones de Physics Editor• Podemos cargar sprites y obtener su contorno automáticamente• Existe una herramienta de tipo “varita mágica”

• Debemos cargar la versión normal (no retina)• Podemos especificar• Ratio points-to-meters• Anchor point del sprite• Propiedades de la fixture (restitution, friction, etc)• Formato de salida

• Como formato de salida seleccionaremos Box2D genérico• Exporta la forma como un fichero plist• Podemos cargar dicho fichero desde Cocos2D

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Carga de formas en Cocos2D• Debemos copiar en el proyecto la librería de Physics Editor• Se puede encontrar en el instalador del programa

• Cargamos en contenido del fichero en la caché de formas

• Asignamos una fixture de la caché a un cuerpo• Se debe proporcionar el nombre del sprite en el fichero

• No es necesario definir la fixture en código

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[[GB2ShapeCache  sharedShapeCache]  addShapesWithFile:@"formas.plist"];

b2Body  *body  =  ...  //  Inicializar  body  [[GB2ShapeCache  sharedShapeCache]  addFixturesToBody:body                                                                                forShapeName:@"roca"];

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¿Preguntas...?

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