運動方程式とモーション

Nature of codeを勉強中です。
Nature of codeの「力の章/自律エージェントの章」のメモです。

Nature of code
http://natureofcode.com/
p5.jsのソース
https://github.com/shiffman/The-Nature-of-Code-Examples-p5.js

力と加速度

質量に加速度をかけると、力になる

f = m * a
a = f / m

fとaはベクトル、mはスカラー。
簡易的にm = 1 とすれば、 f = a でいける、ともいえる。

コードはこんな。

• 力を加えると加速度が増す
• 毎回update()内で速度に加速度分を加算したら0にする

applyForce(force) {
  var f = p5.Vector.div(force, this.mass); |
  this.acceleration.add(f);
}

update(){
  this.velocity.add(this.acceleration);
  this.position.add(this.velocity);
  this.acceleration.mult(0);
}

重力を使う場合、このように呼ぶ。

function draw() {
 let gravity = createVector(0, 0.1);
 m.applyForce(gravity);
 m.update();
}

例：摩擦 (friction)の加え方

摩擦は
f = -1 * μ * N * v
であらわされる
muは定数。Nは抗力、vは速度

仮に抗力を１で不変とした場合、速度の大きさに比例した逆方向の力を加えることになる。

加わる力は一貫してaddForceで与えるようにしておく。mover.addForce(friction);

例：万有引力を加える

これもaddForceで与える。 mover.addForce(gravity);

操舵行動

舵をきり、目的地に到着するような動き。

基本

• 現在の速度ベクトルv1に対し
• 目的地へたどり着くような、理想の速度ベクトルv2を定義する。
• v2は、よしなに弱めておく(maxSpeedで制限)
• (v2-v1)方向に進むような力v3をaddForceするのだが、これもよしなに弱める(maxForceで制限)
• 弱めることによって、味のある動き、生きてるっぽい動きになる

到着行動

目的地に近づくにしたがってmaxSpeedを下げる