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@yokamak(yuichirou yokomakura)

PyxelとPymunkのサンプルプログラム　その2　(6ファイル)

Last updated at Posted at 2025-11-01

以下、少しずつ、いろいろ変更を加えていくことで、変化を検証してみてください。

1.地面にボールが落下する物理シミュレーション

設定

  • 200,150 画面サイズ
  • 地面、ボール、ボールに回転を示す線（中心から半径方向）
  • 画面中央上から、鉛直落下
  • ボールに角速度を付加
  • スペースキーでリセットする
pyxel_pymunk_ball2.py
pyxel_pymunk_ball2.py
import math
import pyxel
import pymunk

class App:
    def __init__(self):
        pyxel.init(200, 150, title="Pyxel + pymunk: Rotating Ball")
        self.space = pymunk.Space()
        self.space.gravity = (0, 400)

        # 床
        floor = pymunk.Segment(self.space.static_body, (0, 130), (200, 130), 0)
        floor.elasticity = 0.9
        self.space.add(floor)

        # ボール
        mass, radius = 1, 8
        moment = pymunk.moment_for_circle(mass, 0, radius)
        self.ball_body = pymunk.Body(mass, moment)
        self.ball_body.position = (100, 50)
        self.ball_body.angular_velocity = 4.0 # ← 初期角速度を設定！
        self.ball_shape = pymunk.Circle(self.ball_body, radius)
        self.ball_shape.elasticity = 0.8
        self.space.add(self.ball_body, self.ball_shape)

        pyxel.run(self.update, self.draw)

    def update(self):
        if pyxel.btnp(pyxel.KEY_SPACE):
            self.ball_body.position = (100, 50)
            self.ball_body.angle = 0  # 角度リセット
            self.ball_body.velocity = (0, 0)
            self.ball_body.angular_velocity = 4.0
        self.space.step(1/60)

    def draw(self):
        pyxel.cls(0)
        pyxel.rect(0, 130, 200, 20, 5)

        # ボール位置と角度を取得
        x, y = self.ball_body.position
        r = 8
        angle = self.ball_body.angle

        # 半径方向の端点を計算
        rx = x + math.cos(angle) * r
        ry = y + math.sin(angle) * r

        # ボール本体
        pyxel.circ(int(x), int(y), r, 9)
        # 回転を示す線（中心から半径方向）
        pyxel.line(int(x), int(y), int(rx), int(ry), 8)

        pyxel.text(5, 5, f"angle={angle:.2f}", 7)

App()

2.ボールに横方向の初速度と角速度をつけて、落下する物理シミュレーション

設定

  • 200,150 画面サイズ
  • 地面、ボール、ボールに回転を示す線（中心から半径方向）
  • 画面中央上から、ボールに角速度、初速度、落下
  • スペースキーでリセットする
pyxel_pymunk_ball3.py
pyxel_pymunk_ball3.py
# pyxel_pymunk_ball3.py
# pip install pyxel pymunk

import math
import pyxel
import pymunk


class App:
    def __init__(self):
        pyxel.init(200, 150, title="Pyxel + pymunk: Rolling Ball")
        self.space = pymunk.Space()
        self.space.gravity = (0, 400)

        # 床
        floor = pymunk.Segment(self.space.static_body, (0, 130), (200, 130), 0)
        floor.elasticity = 0.8
        floor.friction = 0.9   # ← 床の摩擦を設定
        self.space.add(floor)

        # ボール
        mass, radius = 1, 8
        moment = pymunk.moment_for_circle(mass, 0, radius)
        self.ball_body = pymunk.Body(mass, moment)
        self.ball_body.position = (100, 50)
        self.ball_body.velocity = (1, 0)        # ← 横方向の初速度
        self.ball_body.angular_velocity = 4.0    # ← 初期角速度（スピン）
        self.ball_shape = pymunk.Circle(self.ball_body, radius)
        self.ball_shape.elasticity = 0.8
        self.ball_shape.friction = 0.9           # ← ボール側にも摩擦を設定
        self.space.add(self.ball_body, self.ball_shape)

        pyxel.run(self.update, self.draw)

    def update(self):
        # スペースキーでリセット
        if pyxel.btnp(pyxel.KEY_SPACE):
            self.ball_body.position = (100, 50)
            self.ball_body.angle = 0
            self.ball_body.velocity = (2, 0)
            self.ball_body.angular_velocity = 4.0
        self.space.step(1 / 60)

    def draw(self):
        pyxel.cls(0)
        pyxel.rect(0, 130, 200, 20, 5)

        # ボール位置と角度を取得
        x, y = self.ball_body.position
        r = 8
        angle = self.ball_body.angle

        # 半径方向の端点を計算（回転表示用）
        rx = x + math.cos(angle) * r
        ry = y + math.sin(angle) * r

        # ボール本体
        pyxel.circ(int(x), int(y), r, 9)
        # 回転を示す線（スピン方向を視覚化）
        pyxel.line(int(x), int(y), int(rx), int(ry), 8)

        # 情報表示
        vx, vy = self.ball_body.velocity
        pyxel.text(5, 5, f"v=({vx:.1f},{vy:.1f})", 7)  
        pyxel.text(5, 12, f"kakusoku={self.ball_body.angular_velocity:.2f}", 7)


App()

3.地面にボールが落下する。画面640 x 480

設定

  • 640,480 画面サイズ
  • 地面、ボール
  • 画面中央上から、鉛直落下
  • リセットなし
02redball_elastic.py
02redball_elastic.py
import pyxel
import pymunk

class App:
    def __init__(self):
        # 画面サイズ
        self.WIDTH = 640
        self.HEIGHT = 480

        # Pyxel の初期化（caption→title に変更）
        pyxel.init(self.WIDTH, self.HEIGHT, title="Pyxel + Pymunk Demo")
        pyxel.mouse(True)

        # Pymunk のスペースを作成し、重力を設定（y軸下向きの重力を -900）
        self.space = pymunk.Space()
        self.space.gravity = (0.0, -900.0)

        # 地面のセグメントを作成
        ground_y = 100
        body = pymunk.Body(body_type=pymunk.Body.STATIC)
        shape = pymunk.Segment(body, (0, ground_y), (self.WIDTH, ground_y), 1)
        shape.friction = 0.8
        shape.elasticity = 0.9   # ← ここを追加！
        self.space.add(body, shape)

        # 落下する赤いボール（動的円形オブジェクト）
        mass = 1
        radius = 20
        inertia = pymunk.moment_for_circle(mass, 0, radius)
        self.ball_body = pymunk.Body(mass, inertia)
        self.ball_body.position = (self.WIDTH // 2, 400)
        self.ball_shape = pymunk.Circle(self.ball_body, radius)
        self.ball_shape.elasticity = 0.9
        self.ball_shape.friction = 0.6
        self.space.add(self.ball_body, self.ball_shape)

        pyxel.run(self.update, self.draw)

    def update(self):
        dt = 1.0 / 60.0
        self.space.step(dt)
        if pyxel.btnp(pyxel.KEY_ESCAPE):
            pyxel.quit()

    def draw(self):
        pyxel.cls(0)
        # 地面の描画
        ground_screen_y = self.HEIGHT - 100
        pyxel.line(0, ground_screen_y, self.WIDTH, ground_screen_y, 7)
        # ボールの描画
        x, y_phys = self.ball_body.position
        y = self.HEIGHT - y_phys
        pyxel.circ(x, y, int(self.ball_shape.radius), 8)


if __name__ == "__main__":
    App()

4.ボールに角速度と初速度を加え、落下する。画面640 x 480

設定

  • 640,480 画面サイズ
  • 地面、ボール
  • 画面中央上から、角速度と初速度、落下
  • リセットなし
03ball_angular.py
03ball_angular.py
import pyxel
import pymunk


class App:
    def __init__(self):
        self.WIDTH = 640
        self.HEIGHT = 480

        # title に変更
        pyxel.init(self.WIDTH, self.HEIGHT, title="Pyxel + Pymunk Demo",fps=60)
        pyxel.mouse(True)

        # Pymunk SPACE と重力設定
        self.space = pymunk.Space()
        self.space.gravity = (0.0, -900.0)

        # 地面のセグメント
        ground_y = 100
        ground_body = pymunk.Body(body_type=pymunk.Body.STATIC)
        ground_shape = pymunk.Segment(ground_body, (0, ground_y), (self.WIDTH, ground_y), 1)
        ground_shape.friction = 0.8
        ground_shape.elasticity = 0.9  # 大きくバウンド
        self.space.add(ground_body, ground_shape)

        # 動的な赤いボール
        mass = 1
        radius = 20
        inertia = pymunk.moment_for_circle(mass, 0, radius)
        self.ball_body = pymunk.Body(mass, inertia)
        # 初期位置
        self.ball_body.position = (self.WIDTH // 2, 400)

        # ここで横方向の速度と角速度を設定
        self.ball_body.velocity = (5.0, 0.0)      # 右方向に初速度
        self.ball_body.angular_velocity = -10.0   # 時計回りに回転させる（負の符号は Pymunk の座標系依存）

        self.ball_shape = pymunk.Circle(self.ball_body, radius)
        self.ball_shape.elasticity = 0.9
        self.ball_shape.friction = 0.6
        self.space.add(self.ball_body, self.ball_shape)

        pyxel.run(self.update, self.draw)

    def update(self):
        dt = 1.0 / 60.0
        self.space.step(dt)

        if pyxel.btnp(pyxel.KEY_ESCAPE):
            pyxel.quit()

    def draw(self):
        pyxel.cls(0)

        # 地面描画
        ground_screen_y = self.HEIGHT - 100
        pyxel.line(0, ground_screen_y, self.WIDTH, ground_screen_y, 7)

        # ボール描画
        x, y_phys = self.ball_body.position
        y = self.HEIGHT - y_phys
        pyxel.circ(x, y, int(self.ball_shape.radius), 8)

        # デバッグ: 速度と角速度（任意）
        vel = self.ball_body.velocity
        ang = self.ball_body.angular_velocity
        pyxel.text(5, 5, f"V=({vel.x:.1f},{vel.y:.1f})  w={ang:.1f}", 7)

if __name__ == "__main__":
    App()

5.ボールに角速度と初速度を加え、落下する。ボールに回転を示す線を入れる

設定

  • 640,480 画面サイズ
  • 地面、ボール、ボールに回転を示す線（中心から半径方向）
  • 画面中央上から、角速度と初速度、落下
  • リセットなし
04redball_radiusline2.py
04redball_radiusline2.py
import pyxel
import pymunk
import math


class App:
    def __init__(self):
        self.WIDTH = 640
        self.HEIGHT = 480

        # Pyxel の初期化：タイトルと FPS を指定
        pyxel.init(self.WIDTH, self.HEIGHT,
                   title="Pyxel + Pymunk Demo",
                   fps=60)

        # Pymunk のスペース設定は、pyxel.run の前に済ませる
        self.space = pymunk.Space()
        self.space.gravity = (0.0, -900.0)

        # 地面の作成
        ground_y = 100
        ground_body = pymunk.Body(body_type=pymunk.Body.STATIC)
        ground_shape = pymunk.Segment(
            ground_body,
            (0, ground_y),
            (self.WIDTH, ground_y),
            1
        )
        ground_shape.friction = 0.8
        ground_shape.elasticity = 0.9
        self.space.add(ground_body, ground_shape)

        # ボールの作成
        mass = 1
        radius = 20
        inertia = pymunk.moment_for_circle(mass, 0, radius)
        self.ball_body = pymunk.Body(mass, inertia)
        self.ball_body.position = (self.WIDTH // 2, 400)
        self.ball_body.velocity = (5.0, 0.0)
        self.ball_body.angular_velocity = -10.0

        self.ball_shape = pymunk.Circle(self.ball_body, radius)
        self.ball_shape.elasticity = 0.9
        self.ball_shape.friction = 0.6
        self.space.add(self.ball_body, self.ball_shape)

        # メインループ開始（update → draw を FPS=60 で呼び出し）
        pyxel.run(self.update, self.draw)

    def update(self):
        # 1/60秒だけ物理演算を進める
        dt = 1.0 / 60.0
        self.space.step(dt)

        # ESC で終了
        if pyxel.btnp(pyxel.KEY_ESCAPE):
            pyxel.quit()

    def draw(self):
        pyxel.cls(0)

        # 地面を描画
        ground_screen_y = self.HEIGHT - 100
        pyxel.line(0, ground_screen_y,
                   self.WIDTH, ground_screen_y, 7)

        # ボール位置を画面座標に変換
        x_phys, y_phys = self.ball_body.position
        x = x_phys
        y = self.HEIGHT - y_phys
        r = self.ball_shape.radius

        # 1) ボール本体（赤色で塗りつぶし）
        pyxel.circ(x, y, int(r), 8)

        # 2) 回転確認用の半径線（白色）
        angle = self.ball_body.angle
        dx = r * math.cos(angle)
        dy = r * math.sin(angle)
        x2 = x + dx
        y2 = y - dy
        pyxel.line(x, y, x2, y2, 7)


if __name__ == "__main__":
    App()

6.ボールに角速度と初速度を加え、落下する。リセットキーを入れる

設定

  • 640,480 画面サイズ
  • 地面、ボール、ボールに回転を示す線（中心から半径方向）
  • 画面中央上から、角速度と初速度、落下
  • スペースキーでリセットする
05redball_resetkey.py
05redball_resetkey.py
import pyxel
import pymunk
import math


class App:
    def __init__(self):
        self.WIDTH = 640
        self.HEIGHT = 480

        # Pyxel 初期化：タイトルと FPS を指定
        pyxel.init(self.WIDTH, self.HEIGHT,
                   title="Pyxel + Pymunk Demo",
                   fps=60)
        
        pyxel.mouse(True)

        # Pymunk のスペースとオブジェクトを作成
        self._setup_space_and_objects()

        # メインループ開始
        pyxel.run(self.update, self.draw)

    def _setup_space_and_objects(self):
        # スペース
        self.space = pymunk.Space()
        self.space.gravity = (0.0, -900.0)

        # 地面
        ground_y = 100
        ground_body = pymunk.Body(body_type=pymunk.Body.STATIC)
        ground_shape = pymunk.Segment(
            ground_body,
            (0, ground_y),
            (self.WIDTH, ground_y),
            1
        )
        ground_shape.friction = 0.8
        ground_shape.elasticity = 0.9
        self.space.add(ground_body, ground_shape)

        # ボール（共通設定）
        mass = 1
        radius = 20
        inertia = pymunk.moment_for_circle(mass, 0, radius)

        # Body と Shape を属性に保存
        self.ball_body = pymunk.Body(mass, inertia)
        self.ball_shape = pymunk.Circle(self.ball_body, radius)
        self.ball_shape.friction = 0.6
        self.ball_shape.elasticity = 0.9

        # 最初の初期化
        self.reset_ball()

        # スペースへ追加
        self.space.add(self.ball_body, self.ball_shape)

    def reset_ball(self):
        """ボールを初期位置・初速度・角速度にリセットする"""
        # 初期位置
        self.ball_body.position = (self.WIDTH // 2, 400)
        # 初速度（右方向へ）
        self.ball_body.velocity = (5.0, 0.0)
        # 角速度（負で右回転）
        self.ball_body.angular_velocity = -10.0
        # 回転角度も 0 に戻しておく
        self.ball_body.angle = 0

    def update(self):
        # Rキーでリセット
        if pyxel.btnp(pyxel.KEY_R):
            self.reset_ball()

        # 物理演算を 1/60 秒進める
        dt = 1.0 / 60.0
        self.space.step(dt)

        # ESCキーで終了
        if pyxel.btnp(pyxel.KEY_ESCAPE):
            pyxel.quit()

    def draw(self):
        pyxel.cls(0)

        # 地面を描画
        ground_screen_y = self.HEIGHT - 100
        pyxel.line(0, ground_screen_y,
                   self.WIDTH, ground_screen_y, 7)

        # ボールを描画
        x_phys, y_phys = self.ball_body.position
        x = x_phys
        y = self.HEIGHT - y_phys
        r = self.ball_shape.radius

        # 本体（色8=赤）
        pyxel.circ(x, y, int(r), 8)

        # 半径線（色7=白）
        angle = self.ball_body.angle
        dx = r * math.cos(angle)
        dy = r * math.sin(angle)
        x2 = x + dx
        y2 = y - dy
        pyxel.line(x, y, x2, y2, 7)
        
        # デバッグ: 速度と角速度（任意）
        vel = self.ball_body.velocity
        ang = self.ball_body.angular_velocity
        pyxel.text(5, 5, f"V=({vel.x:.1f},{vel.y:.1f})  w={ang:.1f}", 7)


if __name__ == "__main__":
    App()

pyxel-20251101-212401.gif

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