polygon.h

   1
   2 /*
   3
   4    flatland is a simple 2d physical simulator
   5
   6    Copyright (c) 2016 Idiap Research Institute, http://www.idiap.ch/
   7    Written by Francois Fleuret <francois.fleuret@idiap.ch>
   8
   9    This file is part of flatland
  10
  11    flatland is free software: you can redistribute it and/or modify it
  12    under the terms of the GNU General Public License version 3 as
  13    published by the Free Software Foundation.
  14
  15    flatland is distributed in the hope that it will be useful, but
  16    WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18    General Public License for more details.
  19
  20    You should have received a copy of the GNU General Public License
  21    along with flatland.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  22
  23 */
  24
  25 #ifndef POLYGON_H
  26 #define POLYGON_H
  27
  28 #include "misc.h"
  29 #include "canvas.h"
  30
  31 #ifdef XFIG_SUPPORT
  32 #include "xfig_tracer.h"
  33 #endif
  34
  35 #ifdef X11_SUPPORT
  36 #include "simple_window.h"
  37 #endif
  38
  39 class Polygon {
  40   struct Triangle {
  41     int a, b, c;
  42   };
  43
  44   int _nb_max_polygons;
  45   int _nb_polygons; // We need to know the total number of polygons in
  46                     // the universe
  47
  48   scalar_t _mass, _moment_of_inertia, _radius;
  49
  50   scalar_t *_relative_x, *_relative_y;
  51   scalar_t _last_center_x, _last_center_y, _last_theta;
  52
  53   int _total_nb_dots;
  54   int *_nb_dots;
  55   int *_effecting_edge;
  56
  57   scalar_t *_length;
  58   Triangle *_triangles;
  59
  60   inline void intersection(scalar_t xa2, scalar_t ya2,
  61                            scalar_t xa1, scalar_t ya1,
  62                            scalar_t xb2, scalar_t yb2,
  63                            scalar_t xb1, scalar_t yb1,
  64                            scalar_t &det, scalar_t &s1, scalar_t &s2) {
  65     scalar_t m11, m12, m21, m22, n11, n12, n21, n22, v1, v2;
  66     m11 = xa1 - xa2; m12 = xb2 - xb1; m21 = ya1 - ya2; m22 = yb2 - yb1;
  67     det = m11 * m22 - m12 * m21;
  68     if(det != 0) {
  69       n11 = + m22 / det; n12 = - m12 / det; n21 = - m21 / det; n22 = + m11 / det;
  70       v1 = xb2 - xa2; v2 = yb2 - ya2;
  71       s1 = n11 * v1 + n12 * v2; s2 = n21 * v1 + n22 * v2;
  72     }
  73   }
  74
  75 public:
  76   bool _initialized;
  77   bool _nailed;
  78   int _nb_vertices;
  79   scalar_t *_x, *_y;
  80   scalar_t _red, _green, _blue;
  81   scalar_t _center_x, _center_y, _theta;
  82   scalar_t _dcenter_x, _dcenter_y, _dtheta;
  83
  84   // The x and y parameters are ignored if null. Useful to initialize
  85   // directly.
  86
  87   Polygon(scalar_t mass,
  88           scalar_t red, scalar_t green, scalar_t blue,
  89           scalar_t *x, scalar_t *y,
  90           int nv);
  91
  92   ~Polygon();
  93
  94   Polygon *clone();
  95
  96 #ifdef XFIG_SUPPORT
  97   void color_xfig(XFigTracer *tracer);
  98   void print_xfig(XFigTracer *tracer);
  99 #endif
 100
 101 #ifdef X11_SUPPORT
 102   void draw(SimpleWindow *window);
 103   void draw_contours(SimpleWindow *window);
 104 #endif
 105
 106   void draw(Canvas *canvas);
 107   void draw_contours(Canvas *canvas);
 108
 109   void set_vertex(int k, scalar_t x, scalar_t y);
 110   void set_position(scalar_t center_x, scalar_t center_y, scalar_t theta);
 111   void set_speed(scalar_t dcenter_x, scalar_t dcenter_y, scalar_t dtheta);
 112   bool contain(scalar_t x, scalar_t y);
 113   void triangularize(int &nt, int nb, int *index);
 114   void initialize(int nb_polygons);
 115   bool update(scalar_t dt);
 116   scalar_t relative_x(scalar_t ax, scalar_t ay);
 117   scalar_t relative_y(scalar_t ax, scalar_t ay);
 118   scalar_t absolute_x(scalar_t rx, scalar_t ry);
 119   scalar_t absolute_y(scalar_t rx, scalar_t ry);
 120
 121   void apply_force(scalar_t dt, scalar_t x, scalar_t y, scalar_t fx, scalar_t fy);
 122   void apply_border_forces(scalar_t dt, scalar_t xmin, scalar_t ymin, scalar_t xmax, scalar_t ymax);
 123   void apply_collision_forces(scalar_t dt, int n_polygon, Polygon *p);
 124
 125   bool collide_with_borders(scalar_t xmin, scalar_t ymin,
 126                             scalar_t xmax, scalar_t ymax);
 127
 128   bool collide(Polygon *p);
 129 };
 130
 131 #endif