Springhead Users Manual — 形状の作成

6.2 形状の作成

衝突判定形状は次の手順で作成・登録します．

1. 形状を作成する
2. 剛体へ形状を追加する
3. 形状の位置を設定する

以下に順を追って説明します．

まず形状を作成するには次のようにします．

// given PHSdkIf* phSdk


CDBoxDesc desc;
desc.boxsize = Vec3d(1.0, 1.0, 1.0);


CDBoxIf* box = phSdk->CreateShape(desc)->Cast();

衝突判定形状のオブジェクトはPhysicsモジュールが管理します．このため，形状を作成するにはPHSdkクラスのCreateShape関数を使います． PHSdkについては7章を参照してください．形状を作成するには，まず種類に応じたディスクリプタを作成し，寸法などのパラメータを設定します．この例では直方体クラスCDBoxのディスクリプタを作成して一辺が $1.0$ の立方体を作成します．ディスクリプタを指定してCreateShapeを呼び出すと，対応する種類の形状が作成され，そのインタフェースが返されます．ただし戻り値は形状の基底クラスであるCDShapeのインタフェースですので，派生クラス（ここではCDBox）のインタフェースを得るには上のようにCast関数で動的キャストする必要があります．

形状を作成したら，次にその形状を与えたい剛体に登録します．

// given PHSolidIf* solid


solid->AddShape(box);                  // first box

剛体クラスPHSolidについては7章を参照してください．ここで重要なことは，一度作成した形状は1つの剛体にいくつでも登録でき，また異なる複数の剛体にも登録できるということです．つまり，同じ形状を複数の剛体間で共有することで，形状の作成コストやメモリ消費を抑えることができます．

AddShape関数で登録した直後の形状は，剛体のローカル座標系の原点に位置しています．これを変更したい場合はSetShapePose関数を使います．

solid->AddShape(box);                  // second box
solid->AddShape(box);                  // third box


// move first shape 1.0 in x-direction
solid->SetShapePose(0, Posed(Vec3d(1.0, 0.0, 0.0), Quaterniond());


// rotate second shape 30 degrees along y-axis
solid->SetShapePose(1, Posed(Vec3d(),
                          Quaterniond::Rot(Rad(30.0), ’y’)));

SetShapePoseの第1引数は操作する形状の番号です．最初にAddShapeした形状の番号が $0$ で，AddShapeするたびに $1$ 増加します．形状の位置や向きは剛体のローカル座標系で指定します．また，形状の位置・向きを取得するにはGetShapePose関数を使います．

以下ではSpringheadでサポートされている形状を種類別に解説します．

直方体

直方体(Fig. 6.2)のクラスはCDBoxです．

`CDBoxDesc`
`Vec3f`	`boxsize`	各辺の長さ

`CDBoxIf`
`Vec3f GetBoxSize()`
`void SetBoxSize(Vec3f)`

球

球(Fig. 6.3)のクラスはCDSphereです．

`CDSphereDesc`
`float`	`radius`	半径

`CDSphereIf`
`float GetRadius()`
`void SetRadius(float)`

カプセル

カプセル(Fig. 6.4)のクラスはCDCapsuleです．カプセルは円柱の両端に半球がついた形をしています．

`CDCapsuleDesc`
`float`	`radius`	半球の半径
`float`	`length`	円柱の長さ

`CDCapsuleIf`
`float GetRadius()`
`void SetRadius(float)`
`float GetLength()`
`void SetLength(float)`

丸コーン

丸コーン(Fig. 6.5)のクラスはCDRoundConeです．丸コーンはカプセルの両端の半径が非対称になったものです．

`CDRoundConeDesc`
`Vec2f`	`radius`	各半球の半径
`float`	`length`	半球間の距離

`CDRoundConeIf`
`Vec2f GetRadius()`
`void SetRadius(Vec2f)`
`float GetLength()`
`void SetLength(float)`
`void SetWidth(Vec2f)`

SetWidth関数は，丸コーンの全長を保存したまま半径を変更します．

凸メッシュ

凸メッシュ(Fig. 6.6)のクラスはCDConvexMeshです．凸メッシュとは凹みや穴を持たない多面体です．頂点座標を指定することで自由な形を作成することができます．

`CDConvexMeshDesc`
`vector<Vec3f>`	`vertices`	頂点座標の配列

`CDConvexMeshIf`
`Vec3f* GetVertices()`		頂点配列の先頭アドレス
`int NVertex()`		頂点数
`CDFaceIf* GetFace(int i)`		$i$ 番目の面
`int NFace()`		面数

凸メッシュが作成される際，CDConvexMeshDesc::verticesに格納された頂点を内包する最小の凸多面体（凸包）が作成されます．多面体の面を表すCDFaceのインタフェースを以下に示します．

`CDFaceIf`
`int* GetIndices()`		頂点インデックス配列の先頭アドレス
`int NIndex()`		面の頂点数

NIndexは面を構成する頂点の数を返します（通常 $3$ か $4$ です）るには

// given CDConvexMeshIf* mesh
CDFaceIf* face = mesh->GetFace(0);                    // get 0-th face
int* idx = face->GetIndices();
Vec3f v = mesh->GetVertices()[idx[0]];                // get 0-th vertex

とします．