Box2dWebの回転ジョイントで乗りものを作ってみる #JavaScript

今回はbox2dwebで回転ジョイントをやります。
回転ジョイントはモーターのような役割を果たします

今回のスクリーンショットです
台車に接続された車輪が回転することで
台車が移動します

今回の全ソースコードです。

test.html

<canvas id="canvas" width="600px" height="420px" style="background-color:#333333;"></canvas>

<script type="text/javascript" src="Box2dWeb-2.1.a.3.min.js"></script>
<script type="text/javascript">

    // Box2Dオブジェクトを取得
    var b2Vec2 = Box2D.Common.Math.b2Vec2 // 2Dベクトル
     ,  b2BodyDef = Box2D.Dynamics.b2BodyDef // Body定義
     ,  b2Body = Box2D.Dynamics.b2Body // Body
     ,  b2FixtureDef = Box2D.Dynamics.b2FixtureDef // Fixture定義
     ,  b2Fixture = Box2D.Dynamics.b2Fixture // Fixture
     ,  b2World = Box2D.Dynamics.b2World // 物理世界
     ,  b2PolygonShape = Box2D.Collision.Shapes.b2PolygonShape // 衝突オブジェクトの形状（ポリゴン）
     ,  b2CircleShape = Box2D.Collision.Shapes.b2CircleShape  // 衝突オブジェクトの形状（円）
     ,  b2RevoluteJointDef = Box2D.Dynamics.Joints.b2RevoluteJointDef // 回転ジョイント
     ,  b2DebugDraw = Box2D.Dynamics.b2DebugDraw // デバッグ描画


    // 世界を作る
    var world = new b2World(new b2Vec2(0,10), true);

    /////////////////////////////

    var bodyDef = new b2BodyDef;
    bodyDef.type = b2Body.b2_dynamicBody;

    var fixDef = new b2FixtureDef;
    fixDef.density = 30;
    fixDef.friction = 10;
    fixDef.restitution = 0.1;
    fixDef.shape = new b2CircleShape(0.3);

    // 車輪1
    bodyDef.position.Set(8,10);
    var wheel1=world.CreateBody(bodyDef);
    wheel1.CreateFixture(fixDef);
    // 車輪2
    bodyDef.position.Set(12,10);
    var wheel2=world.CreateBody(bodyDef);
    wheel2.CreateFixture(fixDef);

    // 台車
    bodyDef.position.Set(10,9.5);
    fixDef.shape = new b2PolygonShape;
    fixDef.shape.SetAsBox(4,.5);
    var car = world.CreateBody(bodyDef);
    car.CreateFixture(fixDef);

    // 回転ジョイント
    var revoluteJointDef = new b2RevoluteJointDef();
    revoluteJointDef.Initialize(car, wheel1, wheel1.GetWorldCenter());
    revoluteJointDef.maxMotorTorque = 1100.0;// トルク力
    revoluteJointDef.motorSpeed = 3.0; // 回転速度
    revoluteJointDef.enableMotor = true; // モーターを有効化
    var revoluteJointA = world.CreateJoint(revoluteJointDef);

    revoluteJointDef.Initialize(car, wheel2, wheel2.GetWorldCenter());
    revoluteJointDef.lowerAngle = -Math.PI/2; // 可動範囲の最小値
    revoluteJointDef.upperAngle = Math.PI*5; // 可動範囲の最大値
    revoluteJointDef.enableLimit = true; // 可動範囲を可動有効化
    var revoluteJointB = world.CreateJoint(revoluteJointDef);

    // 地面
    var bodyDef = new b2BodyDef;
    bodyDef.type = b2Body.b2_staticBody;
    bodyDef.position.Set(-3,14);

    var fd = new b2FixtureDef;
    fd.shape = new b2PolygonShape;
    fd.shape.SetAsBox(20,1);

    var holder = world.CreateBody(bodyDef);
    holder.CreateFixture(fd);    

    /////////////////////////////


    // デバッグ描画の設定      
    var debugDraw = new b2DebugDraw();
    debugDraw.SetSprite ( document.getElementById ("canvas").getContext ("2d"));
    debugDraw.SetDrawScale(30);     //描画スケール
    debugDraw.SetFillAlpha(0.3);    //半透明値
    debugDraw.SetLineThickness(1.0);//線の太さ
    debugDraw.SetFlags(b2DebugDraw.e_shapeBit | b2DebugDraw.e_jointBit);// 何をデバッグ描画するか
    world.SetDebugDraw(debugDraw);

    window.setInterval(update,1000/60);

    function update() {
        world.Step(1 / 60, 10, 10); // 物理世界を更新する
        world.DrawDebugData(); // デバック描画
        world.ClearForces(); // 物理世界上の力をリセットする
    };

</script>

回転ジョイント用に
b2RevoluteJointDefオブジェクトを追加します。

var b2RevoluteJointDef = Box2D.Dynamics.Joints.b2RevoluteJointDef // 回転ジョイント

回転ジョイントを作成しているのは次の箇所です。
b2RevoluteJointDefオブジェクトのInitialize関数で
ひも付けする台車オブジェクトと車輪オブジェクト、車輪の位置を指定します。
maxMotorTorqueはトルク力（パワー）です
motorSpeedはモーターの回転スピードです
enableMotorをtrueにしてモーターを回転させます

    // 回転ジョイント
    var revoluteJointDef = new b2RevoluteJointDef();
    revoluteJointDef.Initialize(car, wheel1, wheel1.GetWorldCenter());
    revoluteJointDef.maxMotorTorque = 1100.0;
    revoluteJointDef.motorSpeed = 3.0;
    revoluteJointDef.enableMotor = true;
    var revoluteJointA = world.CreateJoint(revoluteJointDef);

次は右側の車輪の設定です。
lowerAngleは可動範囲の最小値を指定します。
upperAngleは可動範囲の最大値を指定します。
enableLimitは回転の制限を有効化します
可動範囲を超えて回転させようとすると回転が止まります。

    revoluteJointDef.Initialize(car, wheel2, wheel2.GetWorldCenter());
    revoluteJointDef.lowerAngle = -Math.PI/2; // 可動範囲の最小値
    revoluteJointDef.upperAngle = Math.PI*5; // 可動範囲の最大値
    revoluteJointDef.enableLimit = true; // 可動範囲を可動有効化
    var revoluteJointB = world.CreateJoint(revoluteJointDef);

おまけその１：
b2RevoluteJointDefオブジェクトのInitialize関数のジョイント対象に
world.GetGroundBody()を指定すると
物理世界に対して固定されて回転します

revoluteJointDef.Initialize(world.GetGroundBody(), wheel1, wheel1.GetWorldCenter());

台車の台のみ押し出されます

おまけその２：
途中でモーターを逆回転したい場合は
生成した回転ジョイントオブジェクトに対して
SetMotorSpeed関数でマイナスの値をいれてやると
逆回転になります

 revoluteJointA.SetMotorSpeed(-3.0);