Qt Quick 3D Physics - 質量の例

物体の質量と慣性を設定するさまざまな方法を示します。

この例題は、ボディの質量と慣性を設定する3つの異なる方法を示します。シーンは、垂直に積み重ねられた3つの球体からなる3つのボディで構成されています。これらの物体はすべて同じ質量を持っていますが、質量中心と慣性テンソルが異なるため、衝突したときの挙動が異なります。

セットアップ

まず、PhysicsWorld を追加します：

PhysicsWorld {
    running: true
    gravity: Qt.vector3d(0, -9.81, 0)
    typicalLength: 1
    typicalSpeed: 10
    scene: viewport.scene
}

環境、カメラ、ライトをセットアップします：

environment: SceneEnvironment {
    clearColor: "lightblue"
    backgroundMode: SceneEnvironment.Color
}

PerspectiveCamera {
    id: camera
    position: Qt.vector3d(0, 2, 5)
    eulerRotation: Qt.vector3d(-10, 0, 0)
    clipFar: 100
    clipNear: 0.01
}

DirectionalLight {
    eulerRotation.x: -45
    eulerRotation.y: 45
    castsShadow: true
    brightness: 1
    shadowFactor: 50
    shadowBias: 0.1
    pcfFactor: 0.01
}

物理オブジェクト

通常の静的平面を用意します：

StaticRigidBody {
    position: Qt.vector3d(0, 0, 0)
    eulerRotation: Qt.vector3d(-90, 0, 0)
    collisionShapes: PlaneShape {}
    Model {
        source: "#Rectangle"
        materials: DefaultMaterial {
            diffuseColor: "green"
        }
        castsShadows: false
        receivesShadows: true
    }
}

RolyPolyと呼ぶことにします。RolyPolyは、いわゆるローリーポリのおもちゃのように振る舞うからです。RolyPolyはDynamicRigidBody 、3つの球形のコリジョンシェイプを持っています：

DynamicRigidBody {
    property string color: "blue"

    collisionShapes: [
        SphereShape {
            id: sphere0
            diameter:  1
        },
        SphereShape {
            id: sphere1
            diameter:  0.8
            position: Qt.vector3d(0, 0.6, 0)
        },
        SphereShape {
            id: sphere2
            diameter:  0.6
            position: Qt.vector3d(0, 1.1, 0)
        }
    ]

    Model {
        source: "#Sphere"
        position: sphere0.position
        scale: Qt.vector3d(1,1,1).times(sphere0.diameter*0.01)
        materials: PrincipledMaterial {
            baseColor: color
        }
    }

    Model {
        source: "#Sphere"
        position: sphere1.position
        scale: Qt.vector3d(1,1,1).times(sphere1.diameter*0.01)
        materials: PrincipledMaterial {
            baseColor: color
        }
    }

    Model {
        source: "#Sphere"
        position: sphere2.position
        scale: Qt.vector3d(1,1,1).times(sphere2.diameter*0.01)
        materials: PrincipledMaterial {
            baseColor: color
        }
    }
}

次に、3つのRolyPolyをシーンに追加します：

RolyPoly {
    position: Qt.vector3d(-2, 0.5, 0)
    color: "blue"

    mass: 0.9
    centerOfMassPosition: Qt.vector3d(0, -0.5, 0)
    inertiaTensor: Qt.vector3d(0.217011, 0.0735887, 0.217011)
    massMode: DynamicRigidBody.MassAndInertiaTensor
}

RolyPoly {
    position: Qt.vector3d(0, 0.5, 0)
    color: "purple"

    mass: 0.9
    centerOfMassPosition: Qt.vector3d(0, -0.5, 0)
    inertiaTensor: Qt.vector3d(0.05, 100, 100)
    massMode: DynamicRigidBody.MassAndInertiaTensor
}

RolyPoly {
    position: Qt.vector3d(2, 0.5, 0)
    color: "red"

    mass: 0.9
    massMode: DynamicRigidBody.Mass
}

紫と青のローリーポリーには、カスタムの質量中心と慣性テンソルがあります。ボディはデフォルトで均一な密度を使用し、自動的に質量と慣性を計算するので、紫と青のボディではmassModeをDynamicRigidBody.MassAndInertiaTensorに設定し、代わりに提供された質量と慣性テンソルを使用します。質量中心を低くすることで、押し倒された後でも常にボディが立つようになる。紫色のボディの慣性テンソルは、一方向にはふらつきやすいが、もう一方にはほとんどふらつかないようにする。赤いボディは自動的に計算された重心を持つので、倒されても横たわり続ける。

ボールを撃つ

異なるボディの挙動をテストするために、ボールを撃つためのノードを追加します：

Node {
    id: shapeSpawner
    property var spheres: []
    property var sphereComponent: Qt.createComponent("Sphere.qml")

    function createBall(position, forward) {
        let diameter = 0.2
        let speed = 20
        let sphere = sphereComponent.createObject(shapeSpawner, {
                                                      "position": position,
                                                      "sphereDiameter": diameter
                                                  })
        sphere.setLinearVelocity(forward.times(speed))

        var pair = {
            "sphere": sphere,
            "date": Date.now()
        }

        spheres.push(pair)

        if (sphere === null) {
            console.log("Error creating object")
        }
    }

    function clean() {
        spheres = spheres.filter(sphere => {
            let diff = Date.now() - sphere['date'];
            if (diff > 5000) {
                sphere['sphere'].destroy();
                return false;
            }
            return true;
        });
    }

    Timer {
        interval: 200
        running: true
        repeat: true
        onTriggered: shapeSpawner.clean()
    }
}

次に、WasdController を追加して、カメラを動かし、ボディにボールを向けて撃つことができるようにします：

WasdController {
    speed: 0.01
    shiftSpeed: 0.1
    controlledObject: camera
    Keys.onPressed: (event) => {
        handleKeyPress(event);
        if (event.key === Qt.Key_Space) {
            shapeSpawner.createBall(camera.position, camera.forward);
        }
    }
    Keys.onReleased: (event) => { handleKeyRelease(event) }
}

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