ODEで学ぶC言語2　[Step4: 関数]

ここでは簡単にするためにODEのAPIを元に，超簡単なAPIを作成しました．ただし、ODEのAPIのように細かいことはできません。

• void dmInit()；
  シミュレーションを初期化します．
• void dmCreateSphere(dmObject *obj, double p[3], double R[12], double m, double r, double color[3]);
  球を作成します．引数のp[3]は位置(x,y,z)[m]，R[12]は姿勢（回転行列）, mは質量[kg]，rは半径[m]，color[3]は色(赤，緑，青各成分、値は0以上1以下）です．
• void dmSimStep();
  シミュレーションを１ステップ進めます．
• dmDraw(MyObject obj);
  引数のオブジェクトobjを描画する．
  

次に、詳しいコメントのついたソースコードを以下に示します。main関数から読んでください。

/* step4 リンゴ（林檎）の落下 　*/
#include "dm4.h"

dmObject apple;  // リンゴ

void simLoop(int pause)           /***  シミュレーションループ　***/
{
    dmSimStep(); // シミュレーションを１ステップ進める
    dmDraw(apple);   // リンゴの描画
}

int main()   /*** main関数 ***/
{
    double p1[3] = {0.0, 0.0, 2.0}; // 位置 [m]
    double R[12] = {1,0,0,0, 0,1,0,0, 0,0,1,0}; // 姿勢（回転行列）

    double red[3]    = {1.0, 0.0, 0.0};　// 赤色
    double r = 0.2, m = 1.0;  // 半径[m],質量[kg]

    dmInit(); // 初期化
    dmCreateSphere(&apple, p1, R, m, r, red); // 球の作成
    dmLoop(800, 600, simLoop, NULL);  // ウインドウの幅，高, ループ関数，コマンド関数
    dmClose(); // 終了処理

    return 0;
}

• これは赤い玉の自由落下のプログラムです。まず、dmInit()でシミュレーションを初期化します。
• 次に物体を作ります．球を作るAPIはdmCreateSphere()です．
• 物体の生成が終わったら、次はシミュレーションを１ステップ進めます。dmLoop()の中身はwhileループになっていて、繰り返しsimLoop関数が呼び出しています。dmLoop()の一番最後の引数がNULLになっているのは、このサンプルプログラムではキー操作可能なcommand関数がないからです。前回の例のようにcommand関数がある場合はNULLの代わりにcommandを入れてください。
• お次は物体の描画です．dmDraw(apple)で落下する球を表示しています。dmDraw()の引数は表示したい物体をいれてください。
• 最後にシミュレーションをdmClose()で終了します．なお、小文字のdmで始まる関数は私がこの講義用にODEのAPI(application interface)を元に作成したものです．

1. step4-100709.zipをダウンロードして実行しよう！
2. 次のAPIを使い青いボックスを位置p[3]={0.0, 1.0, 2.0}に作成し，落下させるプログラムを作ってください．
   • void dmCreateBox(dmObject *obj, double p[3], double R[12], double m, double side[3],  double color[3]);
   • 物体 obj, 位置　p[3], 　姿勢（回転行列）R[12],  質量　m, サイズ(x,y,z) side[3], 色　color[3]
   • なお、回転行列は3×3行列ですが、ODEでは高速化のために3×4行列として各行の最後に0を追加しています。
3. 今度は緑色の円柱を位置(0.0, -1.0, 2.0)に作成し，落下させなさい．
   • void dmCreateCylinder(dmObject *obj, double p[3], double R[12], double m, double r, double l, double color[3]);
   • 物体 obj, 位置　p[3], 　姿勢　R[12],  サイズ sides[3], 半径 r, 長さ l,　質量　m, 色　color[3]
4. 最後に，黄色のカプセルを位置(-1, 0, 2)に作成し，落下させなさい．
   • dBodyID  dmCreateCapsule(dmObject *obj, double p[3], double R[12], double m, double r, double l, double color[3]);
   • 物体 obj, 位置　p[3], 　姿勢　R[12],  サイズ sides[3], 半径 r, 長さ l,　質量　m, 色　color[3]