step1の実行画面
物理エンジンODEを使い，ゲームを作りながらＣ言語をマスターすることを目指して連載します。ODEのバージョンは0.13に対応しています。なお、KITロボティクス学科の講義「コンピュータ工学Ⅰ」と連動しており、昨年度から学習の進んだアドバンストコース向けです。我こそはと思う学生は是非、チャレンジしてください。
今回は何もなかった仮想空間に物体を表示させてみましょう．ODEではいろいろな形状がサポートされています．ここではその中でも使い方が最も簡単な球を表示させます．
/* step1 球の表示 */
#include "dm1.h"
dMatrix3 R; // ODEの3x3行列の型 回転行列(姿勢)
double r = 0.2; // 半径 [m]
double p[3] = {0.0, 0.0, 1.0}; // 位置(x,y,z)[m]
double p2[3] = {0.0, 1.0, 1.0}; // 位置(x,y,z)[m]
double sides[3] ={0.1, 0.2, 0.3}; // サイズ(x,y,z)[m]
void simLoop(int pause) /*** シミュレーションループ ***/
{
dsSetColor(1.0, 0.0, 0.0); // 赤色の設定（赤成分，緑成分，青成分）
dsDrawSphere(p,R,r); // 球の描画
dsSetColor(0.0, 0.0, 1.0);
dsDrawBox(p2, R, sides); // 直方体の描画
}
int main() /*** main関数 ***/
{
dmLoop(800, 600, simLoop); // シミュレーションループ ウインドウの幅，高
return 0;
}
まず，２行目のdm1.hはＯＤＥをより簡単に使うためのヘッダーファイルです．Step1ではまだ説明しません．
一般的に物体を３次元空間上に表示させるためには，物体の位置と姿勢を決める必要があります．ODEでは姿勢を回転行列とよばれる行列で表しています．その行列の要素を格納するのが配列R[12]です．回転行列は３×３の行列なので，１次元配列では要素数が９個で十分ですが，ODEでは高速化のために要素数12個の配列を用意します．配列の4, 8, 12番目の様子は０になっています．なお，R[12]には謎のヘッダファイルdm1.hの中で単位行列が設定されています．
また，位置は要素数３個のdouble型の配列p[3]に格納しています．位置のx座標(手前方向）を表す変数pの1番目の要素p[0]には0.0[m]，y座標（右方向）, z座標（高さ方向）を表すp[1], p[2]には0.0[m], 1.0[m]が設定されています．座標系は右手系です。上の図では中心から赤いピラミッドの方向がｘ軸の正，青いピラミッドの方向がｙ軸の正，上空方向がz軸の正です．ODEでは単位系はSI単位系で，長さはm，質量はkg，力はNとなります．
ソースコードのなかほどにあるsimLoop関数にシミュレーションでやりたいことを書きます．
12行目のdsSetColor()は色を設定する関数です．引数は光の3原色の値を3個取り，１番目は赤，２番目は緑，３番目は青成分で0以上1以下の値となります．ちなみに，全部0だと黒，全部1.0だと白です．
13行目は，球を表示したいのでdsDrawSphere関数を使って，位置p，姿勢R, 半径rの球を描画しています．なお、このソースコードだけではわかりませんが、simLoop関数はdmLoop関数の中で毎回呼び出されています。
同様にして15行目で青色を設定し、16行目で直方体を描画しています。
今回はこれで終わりです．簡単でしたね．なお，この説明でわからない場合は，わからない部分をコメントに書いて頂けると補足説明します．
- 演習
- step1-160525.zipをダウンロードし，実行してください．
- 手順
- ode-0.13がインストールされていなかったらこの説明に従いインストールする．
- ダウンロードしたファイルをc:\ode-0.13\myprogの中に保存する．デスクトップではなく、このフォルダに保存しないと失敗するので注意．
- そこで解凍する．c:\ode-0.13\myprog\step1というフォルダが作られます．
- c:\ode-0.13\myprog\step1\step1.cbpをダブルクリックしてcodeblocksを起動しビルド・実行する．ダブルクリックするファイルの拡張子はcbpです．間違ってcppをダブルクリックしないように！
- 問題
- Prob.1 球の位置と大きさを変更してみましょう．
- プロトタイプ宣言
- void dsDrawSphere(const double p[3], const double R[12], double r)
- 引数p[3]は位置，R[12]は姿勢，rは半径.
- ヒント
- プロトタイプ宣言では仮引数は宣言していますが，呼び出す（使う）ときは宣言してはいけません．ソースコードsimLoop内のdsDrawSphereの使い方を参考にしてください．また，姿勢を表す回転行列Rは見えないところで単位行列に初期化しています．現時点では配列の各要素に値を代入する必要はないので配列名Rを引数として使ってください．
- プロトタイプ宣言
- Prob.2 直方体の位置と大きさを変更してみよう．
- プロトタイプ宣言
- void dsDrawBox(const double p[3], const double R[12], const double sides[3])
- 上は関数のプロトタイプ宣言の形式なので，呼び出すときはconst doubleなどの型名を入れてはいけません．引数が配列の場合は，サンプルプログラムのように配列名だけを入れてください．
例 dsDrawBox(p, R, sides); // 呼び出す場合は配列名だけ - 1, 2番目の引数はdsDrawSphereのときと同じです．3番目の引数は直方体のx,y,z方向のサイズ[m]が入っている要素数3個の配列です．位置を表す配列pと同じように初期化すれば大丈夫です．
- なお, doubleの前にあるconstは値を変えてはいけないという意味です。円柱を表示させてください
- プロトタイプ宣言
- Prob. 3 円柱を表示させましょう．
- プロトタイプ宣言
- void dsDrawCylinder(const double p[3], const double R[12], double l, double r );
- ここで，lは長さ，rは半径です．
- プロトタイプ宣言
- Prob. 4 カプセルを表示させてください．
- プロトタイプ宣言
- void dsDrawCapsule(const double p[3], const double R[12], double l, float r );
- プロトタイプ宣言
- Prob.5 Prob.３で制作した球の色を黄色に替えよう
- プロトタイプ宣言
- void dsSetColor(float r, float g, float b)
r, g, bは光の３原色の赤、緑、青成分。値は0以上１以下のfloat型。例えば、緑にしたかったらrとbは0.0、gには１.0を代入する。
- void dsSetColor(float r, float g, float b)
- プロトタイプ宣言
- Prob.1 球の位置と大きさを変更してみましょう．
以上
