物理シミュレータ(VisualC++ MFC SDI版)

• 設定内容はレジストリに保存されます．
• Position Scale: SPIDARの動きをscale倍拡大して，バーチャル世界に反映します．
• Force Scale: バーチャル世界での力を1/scaleに縮小して，力覚提示します．
• Time step: データファイルに時間刻みが記されていない場合，この時間刻みでシミュレーションします．
• Human interface list: 使用するヒューマンインタフェースを指定します． クラス名に対応するインタフェース名を並べると， 見つかったインタフェースを力覚ポインタに順に割り当てます．

インタフェース名は:

SpidarG6X
SpidarG6X

Spidar4
Spidar4 reverse

SpidarG6C
SpidarG6C

Mouse
		

こんな感じで指定します．

見所

• CDynaHapticViewクラス
  CDynaHapticView::app がフレームワークであり，ほとんどの処理を行っている．
• CDynaHapticView::OnInitialUpdate()
  初期化
• CDynaHapticView::Load()
  Xファイルのロード
• CDynaHapticView::OnDraw()
  レンダリング処理
• CDynaHapticView::OnKeyDown()
  キー入力による視点移動処理
• CDynaHapticDoc::OnOpenDocument()
  ファイルのオープン(単にLoadを呼び出すだけ)
• CDynaHapticView::OnD3d(); D3Dでレンダリング
• CDynaHapticView::OnGL(); OpenGLでレンダリング
• CDynaHapticView::OnHisConfig(); ヒューマンインタフェースの設定

  // DynaHapticView.cpp : CDynaHapticView クラスの動作の定義を行います。
  //
  
  #include "stdafx.h"
  
  #include "DynaHaptic.h"
  #include "DynaHapticDoc.h"
  #include "DynaHapticView.h"
  #include "HisConfig.h"
  
  #include <Physics/PHSolid.h>
  #include <ImpD3D/D3FileDoc.h>
  #include <ImpD3D/D3DocNode.h>
  #include <GraphicsGL/GLRender.h>
  #include <WinBasis/WBPath.h>
  //  for haptics
  #include <WinBasis/WBMMTimer.h>
  #include <WinBasis/WBPreciseTimer.h>
  #include <Device/DRUsb20Simple.h>
  #include <Device/DRUsb20Sh4.h>
  
  //  for shooting
  #include <Graphics/GRSphere.h>
  #include <Collision/CDSphere.h>
  #include <Collision/CDCollisionEngine.h>
  #include <Physics/PHForceField.h>
  #include <Physics/PHContactEngine.h>
  #include <Physics/PHJoint.h>
  
  #include <string.h>
  #include <fstream>
  #include <sstream>
  #include <strstream>
  #include ".\dynahapticview.h"
  using namespace Spr;
  
  #ifdef _DEBUG
  #define new DEBUG_NEW
  #undef THIS_FILE
  static char THIS_FILE[] = __FILE__;
  #endif
  
  int totalTime;
  namespace Spr{
  extern int detectTime;
  extern int analyzeTime;
  extern int refTime;
  extern int fricTime;
  };
  
  /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  // CDynaHapticView
  
  IMPLEMENT_DYNCREATE(CDynaHapticView, CView)
  
  BEGIN_MESSAGE_MAP(CDynaHapticView, CView)
      //{{AFX_MSG_MAP(CDynaHapticView)
      ON_WM_KEYDOWN()
      ON_WM_ERASEBKGND()
      ON_WM_TIMER()
      ON_WM_DESTROY()
      ON_COMMAND(RENDER_D3D, OnD3d)
      ON_COMMAND(WGL_RENDER, OnGL)
      ON_COMMAND(ID_HIS_CONFIG, OnHisConfig)
      //}}AFX_MSG_MAP
      ON_WM_SIZE()
  END_MESSAGE_MAP()
  
  
  class CDynaApp: public Spr::FWAppD3D{
  };
  
  /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  // CDynaHapticView クラスの構築/消滅
  
  CDynaHapticView::CDynaHapticView()
  {
      app = new CDynaApp;
      // SPIDARの初期化を行う
      ReadRegistry();
      WriteRegistry();
      InitHis(std::string(dlConfig.hisList), dlConfig.posScale, dlConfig.forceScale);
  }
  
  void CDynaHapticView::ReadRegistry(){
      dlConfig.hisList = AfxGetApp()->GetProfileString("his_config", "his_list", "Spidar4\r\nSpidar4 reverse\r\nSpidarG6C\r\nSpidarG6C\r\nMouse");
      std::string hisPs(AfxGetApp()->GetProfileString("his_config", "his_posScale", "1.0"));
      std::string hisFs(AfxGetApp()->GetProfileString("his_config", "his_forceScale", "1.0"));
      std::string timeStep(AfxGetApp()->GetProfileString("his_config", "his_timeStep", "0.005"));
      std::istringstream(hisPs) >> dlConfig.posScale;
      std::istringstream(hisFs) >> dlConfig.forceScale;
      std::istringstream(timeStep) >> dlConfig.timeStep;
  }
  void CDynaHapticView::WriteRegistry(){
      AfxGetApp()->WriteProfileString("his_config", "his_list", dlConfig.hisList);
      char buf[256];
      std::ostrstream(buf, sizeof(buf)) << dlConfig.posScale << '\0';
      AfxGetApp()->WriteProfileString("his_config", "his_posScale", buf);
      std::ostrstream(buf, sizeof(buf)) << dlConfig.forceScale << '\0';
      AfxGetApp()->WriteProfileString("his_config", "his_forceScale", buf);
      std::ostrstream(buf, sizeof(buf)) << dlConfig.timeStep << '\0';
      AfxGetApp()->WriteProfileString("his_config", "his_timeStep", buf);
  }
  
  CDynaHapticView::~CDynaHapticView(){
  }
  
  BOOL CDynaHapticView::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs)
  {
      // TODO: この位置で CREATESTRUCT cs を修正して Window クラスまたはスタイルを
      //  修正してください。
      return CView::PreCreateWindow(cs);
  }
  
  /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  // CDynaHapticView クラスの描画
  
  void CDynaHapticView::OnDraw(CDC* pDC){
      CDynaHapticDoc* pDoc = GetDocument();
      ASSERT_VALID(pDoc);
      app->Draw();
  }
  /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  // CDynaHapticView クラスの診断
  
  #ifdef _DEBUG
  void CDynaHapticView::AssertValid() const
  {
      CView::AssertValid();
  }
  
  void CDynaHapticView::Dump(CDumpContext& dc) const
  {
      CView::Dump(dc);
  }
  
  CDynaHapticDoc* CDynaHapticView::GetDocument() // 非デバッグ バージョンはインラインです。
  {
      ASSERT(m_pDocument->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CDynaHapticDoc)));
      return (CDynaHapticDoc*)m_pDocument;
  }
  #endif //_DEBUG
  
  void CDynaHapticView::InitHis(std::string hisList, float ps, float fs){
      app->ClearHis();
      std::istringstream istr(hisList);
      while(istr.good()){
          char line[1024];
          istr.getline(line, sizeof(line));
          app->AddHis(line);
      }
      for(unsigned i=0; i<app->pointers.size(); ++i){
          app->pointers[i]->SetScale(ps, fs);
      }
  }
  
  /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  // CDynaHapticView クラスのメッセージ ハンドラ
  void CDynaHapticView::OnKeyDown(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags){
      // TODO: この位置にメッセージ ハンドラ用のコードを追加するかまたはデフォルトの処理を呼び出してください
      switch(nChar){
      case '8':   //  球を打ち出す
          ThrowSphere(0.2f);
          break;
      case '9':
          ThrowSphere(0.3f);
          break;
      case '0':
          ThrowSphere(0.4f);
          break;
      }
      CView::OnKeyDown(nChar, nRepCnt, nFlags);
  }
  void CDynaHapticView::ThrowSphere(float r){
      static UTRef<PHSolid> solids[10];
      static int pos=0;
      UTRef<PHSolid> solid = solids[pos];
      if (!solid) solid = new PHSolid;
      solid->SetMass(r*r*20);
      Matrix3f in = Matrix3f::Unit();
      in *= float(0.4f* solid->GetMass() *r*r);
      solid->SetInertia(in);
  
      UTRef<SGFrame> frame = solid->GetFrame();
      UTRef<GRSphere> sphere;
      UTRef<CDSphere> csphere;
      if (frame){
          frame->FindObject(csphere);
          frame->FindObject(sphere);
          frame->Clear();
      }else{
          frame = new SGFrame;
          solid->SetFrame(frame);
      }
      CDCollisionEngine* ce;
      if (app->scene) app->scene->GetBehaviors().Find(ce);
      if (ce){
          SGFrame* frCol = ce->GetFrame(0);
          if (frCol && frCol->GetParent()) frCol->GetParent()->AddChildObject(frame, app->scene);
      }else{
          app->scene->GetWorld()->AddChildObject(frame, app->scene);
      }
      Affinef afSphere = app->mouse->GetAxis().inv();
      afSphere.Ey().X() = 0;
      afSphere.Ey().Z() = 0;
      afSphere.Ey().unitize();
      afSphere.Ex().Y() = 0;
      afSphere.Ex().unitize();
      afSphere.Ez().Y() = 0;
      afSphere.Ez().unitize();
      afSphere.Pos() -= 3*afSphere.Ez();
      frame->SetPosture(afSphere);
  
      if (!sphere){
          sphere = new GRSphere;
          UTRef<GRMaterial> mat = new GRMaterial;
          mat->diffuse = Vec4f(0, 0.1f, 1.0f, 1.0f);
          mat->specular= Vec4f(0, 0.1f, 1.0f, 1.0f);
          mat->ambient = Vec4f(0, 0.1f, 0.1f, 1.0f);
          mat->emissive= Vec4f(0, 0.1f, 0.1f, 1.0f);
          sphere->AddChildObject(mat, app->scene);
      }
      sphere->radius = r;
      sphere->slices = 16;
      sphere->stacks = 8;
      frame->AddChildObject(sphere, app->scene);
      app->render->InitTree(frame, app->scene);
  
      if (!csphere) csphere = new CDSphere;
      csphere->radius = r;
      csphere->pmaterial = new CDPhysicalMaterial;
      csphere->pmaterial->pMatData.reflexDamper = 0.1f;
      csphere->pmaterial->pMatData.reflexSpring = 1.0f;
      frame->AddChildObject(csphere, app->scene);
      frame->CalcBBox();
  
      PHSolidContainer* sc;
      app->scene->GetBehaviors().Find(sc);
      if (sc && !sc->solids.Find(solid)) sc->AddChildObject(solid, app->scene);
      PHGravityEngine* ge;
      app->scene->GetBehaviors().Find(ge);
      if (ge && !ge->solids.Find(solid)) ge->AddChildObject(solid, app->scene);
  
      solid->SetVelocity(-afSphere.Ez() * 8.0f);
      solid->SetAngularVelocity(Vec3f());
  
      PHContactEngine* pce;
      app->scene->GetBehaviors().Find(pce);
      if (pce && !pce->solids.Find(solid)){
          pce->AddChildObject(solid, app->scene);
          pce->Init(app->scene);
      }
      solids[pos] = solid;
      pos++;
      if (pos >= 10) pos = 0;
  }
  
  BOOL CDynaHapticView::OnEraseBkgnd(CDC* pDC) 
  {
      // MFCはデフォルトで背景を白く塗る．ちらつくので何もしない関数でオーバーライド．
      return true;
  }
  
  
  void CDynaHapticView::OnInitialUpdate() 
  {
      CView::OnInitialUpdate();
      // TODO: この位置に固有の処理を追加するか、または基本クラスを呼び出してください
      app->Init(m_hWnd);
      //  描画用タイマーの設定
      drawTimerId = SetTimer(FWApp::TIMER_DRAW, 33, NULL);
  }
  
  void CDynaHapticView::OnTimer(UINT nIDEvent){
      if (nIDEvent == FWApp::TIMER_DRAW){
          Invalidate();
      }
  }
  
  void CDynaHapticView::OnDestroy() 
  {
      CView::OnDestroy(); 
      // TODO: この位置にメッセージ ハンドラ用のコードを追加してください
      app = NULL;
  }
  
  void CDynaHapticView::OnD3d(){
      app->CreateD3DRender();
  }
  
  void CDynaHapticView::OnGL(){
      app->CreateGLRender();
  }
  
  BOOL CDynaHapticView::PreTranslateMessage(MSG* pMsg) 
  {
      // TODO: この位置に固有の処理を追加するか、または基本クラスを呼び出してください
      app->PreviewMessage(pMsg);
      return CView::PreTranslateMessage(pMsg);
  }
  
  void CDynaHapticView::OnHisConfig(){
      // TODO: この位置にコマンド ハンドラ用のコードを追加してください
      ReadRegistry();
      if (dlConfig.DoModal() == IDOK){
          WriteRegistry();
          InitHis(std::string(dlConfig.hisList), dlConfig.posScale, dlConfig.forceScale);
          if (app->scene) app->scene->SetTimeStep(dlConfig.timeStep);
          app->ConnectHis();
      }
  }
  
  
  //-> 関口による変更 (2005/1/05)
  void CDynaHapticView::OnSize(UINT nType, int cx, int cy)
  {
      CView::OnSize(nType, cx, cy);
  
      // TODO : ここにメッセージ ハンドラ コードを追加します。
      app->mouse->SetViewSize(cx, cy);
  }
  //<-
  

概要

Springheadライブラリを用いて作成した，物理シミュレータです．フレーム階層 を持つDirectXファイルをロードして，表示し，物理シミュレーションを行います．

キーボードとマウスで，視点を動かせます． 力覚ポインタを持つデータファイルでは，力覚ポインタも動かせます． 名前にD3Dが入っていますが，描画はOpenGLでも行えます．

ビルドの方法

• 環境変数 Springhead に Springheadをインストールしたディレクトリを指定 して下さい．Windows2000ならば[マイコンピュータ]-[プロパティ]-[詳細]-[環境変数]- [新規]のダイアログに[変数名] Springhead [変数値] C:\home\Project\Springhead としてください．
• DirectX8.1のSDKをインストールしてください．
• Samples/MFCD3DDyna/MFCD3DDyna.dswを 開いてビルドして実行してください．
  ビルドが成功しない人は以下のことを確認してください．
  • DirectX SDKのインクルードファイルとライブラリファイルのディレクトリの設定
    Visual C++ならば，[ツール]-[オプション]-[ディレクトリ]の「表示するディレクトリ(S)」 を「インクルードファイル」に変え，DirectX SDKのインクルードファイルのディレクトリ （例:"C:\DXSDK\INCLUDE"）が設定されているか確認してください． 設定されていなければ設定してください． また，検索の優先順位を上げるために「↑」のボタンを何度かクリックして， 一番上に来るようにしてください．
    ライブラリファイルについてもインクルードファイルと同様にパスの設定を行ってください （「表示するディレクトリ(S)」を「ライブラリファイル」に変更する）．

• ロードするデータファイル(Direct3D Xファイル)は Samples/data/にあります．

操作方法

キーボード操作

• ↑：前進
• ↓：後退
• ←：左回転
• →：右回転
• S：上回転
• X：下回転
• Q：左平行移動
• W：右平行移動
• A：上平行移動
• Z：下平行移動
• R：視点リセット
• F：フルスクリーン
• G：画面をフルスクリーンから元に戻す
• スペース：ポインタに力を返すか返さないかのON-OFF
• T：マルチメディアタイマーの起動（精度を求めるなら必要．Release版のみ）

マウス操作

• 左ドラッグ：ポインタをカメラ座標系のx軸，y軸周りに回転
• 中ドラッグ：ポインタをカメラ座標系のx-z平面で平行移動
• 右ドラッグ：ポインタをカメラ座標系のx-y平面で平行移動
• 左右ドラッグ：ポインタをカメラ座標系のx-z平面で平行移動(中ボタンorホイールがないマウス用)
• 右中ドラッグ：ポインタをカメラ座標系のy-z平面で平行移動
• ホイール:ポインタをカメラ座標系のz軸方向に平行移動
• 左ダブルクリック：ポインタの姿勢を初期化
• 右ダブルクリック：ポインタの位置を初期化
• Shift + 左ドラッグ：カメラをx軸，y軸周りに回転
• Shift + 中ドラッグ：カメラをx-z平面で平行移動
• Shift + 右ドラッグ：カメラをx-y平面で平行移動
• Shift + 左右ドラッグ：カメラをx-z平面で平行移動(中ボタンorホイールがないマウス用)
• Shift + 右中ドラッグ：カメラをy-z平面で平行移動
• Shift + ホイール:カメラをz軸方向に平行移動
• Shift + 左ダブルクリック：カメラの位置・姿勢を初期化

見所

• CMFCD3DDynaViewクラス
  メンバ変数に，render(レンダラ)，afBody*afHead(視点行列), world(シーングラフのトップフレーム)を加えている．
• CMFCD3DDynaView::OnInitialUpdate()
  初期化
• CMFCD3DDynaView::Load()
  Xファイルのロード
• CMFCD3DDynaView::OnDraw()
  レンダリング処理
• CMFCD3DDynaView::PreTranslateMessage()
  マウスとキー入力処理．ここでキーとマウスのメッセージを見てしまっています．
• CMFCD3DDynaDoc::OnOpenDocument()
  ファイルのオープン(単にLoadを呼び出すだけ) 他の部分はAppWizerdが作ったままになっています．

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