Implémentation initiale des collisions

include/ball.hpp

@@ -29,6 +29,13 @@ public:
      * Récupère la boîte englobante de l'objet
      */
     std::unique_ptr<sf::FloatRect> getAABB();
+
+    /**
+     * Calcule la normale de la collision de cet objet avec un autre
+     */
+    virtual bool getNormal(Object& obj, sf::Vector2f& normal);
+    virtual bool getNormal(Ball& obj, sf::Vector2f& normal);
+    virtual bool getNormal(Block& obj, sf::Vector2f& normal);
 };
 
 #endif

include/block.hpp

@@ -23,6 +23,13 @@ public:
      * Récupère la boîte englobante de l'objet
      */
     std::unique_ptr<sf::FloatRect> getAABB();
+
+    /**
+     * Calcule la normale de la collision de cet objet avec un autre
+     */
+    virtual bool getNormal(Object& obj, sf::Vector2f& normal);
+    virtual bool getNormal(Ball& obj, sf::Vector2f& normal);
+    virtual bool getNormal(Block& obj, sf::Vector2f& normal);
 };
 
 #endif

include/object.hpp

@@ -5,6 +5,9 @@
 #include <memory>
 #include "engine_state.hpp"
 
+class Block;
+class Ball;
+
 class Object {
 private:
     sf::Vector2f acceleration;
@@ -16,6 +19,7 @@ private:
 
     float mass;
     float charge;
+    float restitution;
     int layer;
 
 protected:
@@ -43,6 +47,13 @@ public:
      */
     virtual std::unique_ptr<sf::FloatRect> getAABB() = 0;
 
+    /**
+     * Calcule la normale de la collision de cet objet avec un autre
+     */
+    virtual bool getNormal(Object& obj, sf::Vector2f& normal);
+    virtual bool getNormal(Ball& obj, sf::Vector2f& normal) = 0;
+    virtual bool getNormal(Block& obj, sf::Vector2f& normal) = 0;
+
     /**
      * Récupère l'accélération de l'objet
      */
@@ -84,6 +95,16 @@ public:
      */
     void setCharge(float set_charge);
 
+    /**
+     * Récupère le coefficient de restitution de l'objet
+     */
+    float getRestitution();
+
+    /**
+     * Modifie le coefficient de restitution de l'objet
+     */
+    void setRestitution(float set_restitution);
+
     /**
      * Récupère la couche d'affichage de l'objet
      */

src/ball.cpp

@@ -1,31 +1,12 @@
 #include "ball.hpp"
+#include "block.hpp"
 #include "constants.hpp"
+#include <array>
 
 Ball::Ball(float x, float y) : Object(x, y), shape(10) {
     shape.setOrigin(sf::Vector2f(10, 10));
 }
 
-void Ball::draw(sf::RenderWindow& window) {
-    Object::draw(window);
-
-	// chargement de la texture de test
-	if (!texture.loadFromFile("./res/ball.png")) {
-    	// erreur
-	}
-
-	shape.setTexture(&texture);
-    shape.setPosition(getPosition());
-    window.draw(shape);
-}
-
-std::unique_ptr<sf::FloatRect> Ball::getAABB() {
-    return std::unique_ptr<sf::FloatRect>(new sf::FloatRect(
-        getPosition().x - 10,
-        getPosition().y - 10,
-        20, 20
-    ));
-}
-
 sf::Vector2f Ball::getForces(EngineState& state) {
     sf::Vector2f forces = Object::getForces(state);
 
@@ -73,3 +54,126 @@ sf::Vector2f Ball::getForces(EngineState& state) {
 
     return forces;
 }
+
+void Ball::draw(sf::RenderWindow& window) {
+    Object::draw(window);
+
+	// chargement de la texture de test
+	if (!texture.loadFromFile("./res/ball.png")) {
+    	// erreur
+	}
+
+	shape.setTexture(&texture);
+    shape.setPosition(getPosition());
+    window.draw(shape);
+}
+
+std::unique_ptr<sf::FloatRect> Ball::getAABB() {
+    return std::unique_ptr<sf::FloatRect>(new sf::FloatRect(
+        getPosition().x - 10,
+        getPosition().y - 10,
+        20, 20
+    ));
+}
+
+bool Ball::getNormal(Object& obj, sf::Vector2f& normal) {
+    return obj.getNormal(*this, normal);
+}
+
+bool Ball::getNormal(Ball& obj, sf::Vector2f& normal) {
+    sf::Vector2f dir = obj.getPosition() - getPosition();
+    float squaredLength = dir.x * dir.x + dir.y * dir.y;
+
+    // TODO: supprimer les valeurs magiques
+    // si les deux balles sont à une distance supérieure
+    // à la somme de leurs deux rayons, il n'y a pas eu collision
+    if (squaredLength > 20 * 20) {
+        return false;
+    }
+
+    float length = std::sqrt(squaredLength);
+
+    // les balles sont sur la même position.
+    // Renvoie une normale apte à séparer les deux balles
+    if (length == 0) {
+        normal.x = 0;
+        normal.y = -1;
+        return true;
+    }
+
+    // il y a eu collision
+    normal = dir / length;
+    return true;
+}
+
+bool Ball::getNormal(Block& obj, sf::Vector2f& normal) {
+    // recherche du point le plus proche du centre de la
+    // balle sur le bloc. On regarde la position relative
+    // du cercle par rapport au bloc
+    std::unique_ptr<sf::FloatRect> aabb = obj.getAABB();
+    sf::Vector2f relpos = getPosition() - obj.getPosition();
+    sf::Vector2f closest = relpos;
+
+    // on restreint la position relative pour rester
+    // à l'intérieur du bloc
+    if (closest.x < -aabb->width / 2) {
+        closest.x = -aabb->width / 2;
+    }
+
+    if (closest.x > aabb->width / 2) {
+        closest.x = aabb->width / 2;
+    }
+
+    if (closest.y < -aabb->height / 2) {
+        closest.y = -aabb->height / 2;
+    }
+
+    if (closest.y > aabb->height / 2) {
+        closest.y = aabb->height / 2;
+    }
+
+    // si la position n'a pas été changée, elle
+    // était déjà à l'intérieur du cercle : le cercle
+    // est dans le bloc
+    float isInside = false;
+
+    if (relpos == closest) {
+        isInside = true;
+
+        // on se colle au bord le plus proche du bloc
+        if (std::abs(relpos.x) > std::abs(relpos.y)) {
+            if (closest.x > 0) {
+                closest.x = aabb->width / 2;
+            } else {
+                closest.x = -aabb->width / 2;
+            }
+        } else {
+            if (closest.y > 0) {
+                closest.y = aabb->height / 2;
+            } else {
+                closest.y = -aabb->height / 2;
+            }
+        }
+    }
+
+    // la normale est portée par la direction
+    // du point le plus proche au centre de la balle
+    sf::Vector2f prenormal = relpos - closest;
+    float squaredLength = prenormal.x * prenormal.x + prenormal.y * prenormal.y;
+
+    // TODO: supprimer les valeurs magiques
+    // si la balle est à l'extérieur et que
+    // la normale est plus longue que son rayon,
+    // il n'y a pas collision
+    if (!isInside && squaredLength > 20 * 20) {
+        return false;
+    }
+
+    normal = prenormal / std::sqrt(squaredLength);
+
+    if (isInside) {
+        normal *= -1.f;
+    }
+
+    return true;
+}

src/block.cpp

@@ -1,4 +1,5 @@
 #include "block.hpp"
+#include "ball.hpp"
 #include "constants.hpp"
 
 Block::Block(float x, float y) : Object(x, y),
@@ -39,3 +40,17 @@ std::unique_ptr<sf::FloatRect> Block::getAABB() {
         Constants::GRID, Constants::GRID
     ));
 }
+
+bool Block::getNormal(Object& obj, sf::Vector2f& normal) {
+    return obj.getNormal(*this, normal);
+}
+
+bool Block::getNormal(Ball& obj, sf::Vector2f& normal) {
+    // TODO: coder cette fonction
+    return false;
+}
+
+bool Block::getNormal(Block& obj, sf::Vector2f& normal) {
+    // TODO: coder cette fonction
+    return false;
+}

src/engine.cpp

@@ -49,21 +49,62 @@ void Engine::update() {
         state.objects[i]->update(state);
     }
 
-    // collisions entre objets
+    // gère les collisions entre les objets
     for (unsigned int i = 0; i < state.objects.size(); i++) {
         Object* objA = state.objects[i];
 
         for (unsigned int j = i + 1; j < state.objects.size(); j++) {
             Object* objB = state.objects[j];
 
-            // vérifie si on a un risque de collision
-            if (objA->getAABB()->intersects(*objB->getAABB())) {
-                // TODO: gestion de la collision =>
-                // calcul de la normale
-                // calcul de la profondeur du choc
-                // si profondeur > 0 :
-                // résolution de la collision
+            // si les objets ne sont pas sur la même couche,
+            // ils ne peuvent pas entrer en collision
+            if (objA->getLayer() != objB->getLayer()) {
+                continue;
             }
+
+            // si les deux boîtes englobantes des deux objets,
+            // il ne risque pas d'y avoir de collision
+            if (!objA->getAABB()->intersects(*objB->getAABB())) {
+                continue;
+            }
+
+            sf::Vector2f normal;
+
+            // vérifie plus finement s'il y a collision et
+            // calcule la normale
+            if (!objA->getNormal(*objB, normal)) {
+                continue;
+            }
+
+            sf::Vector2f codir = objB->getVelocity() - objA->getVelocity();
+            float dotnormal = codir.x * normal.x + codir.y * normal.y;
+
+            // si les directions sont divergentes, pas besoin
+            // de résoudre la collision
+            if (dotnormal >= 0) {
+                continue;
+            }
+
+            float restitution = std::min(objA->getRestitution(), objB->getRestitution());
+
+            // calcul de l'inverse des masses de A et B. Pour rappel,
+            // une masse infinie est modélisée par 0, donc l'inverse
+            // d'une telle masse est nul
+            float invMassA = objA->getMass();
+            float invMassB = objB->getMass();
+
+            if (invMassA != 0) {
+                invMassA = 1.f / invMassA;
+            }
+
+            if (invMassB != 0) {
+                invMassB = 1.f / invMassB;
+            }
+
+            // calcule et applique l'impulsion de résolution de la collision
+            float impulse = (-(1 + restitution) * dotnormal) / (invMassA + invMassB);
+            objA->setVelocity(objA->getVelocity() - invMassA * impulse * normal);
+            objB->setVelocity(objB->getVelocity() + invMassB * impulse * normal);
         }
     }
 }

src/object.cpp

@@ -5,7 +5,7 @@ Object::Object(float x, float y) :
     acceleration(0, 0), velocity(0, 0), position(x, y),
     accelerationLine(sf::Lines, 2),
     velocityLine(sf::Lines, 2),
-    mass(1.f), charge(0.f), layer(10) {}
+    mass(1.f), charge(0.f), restitution(0.f), layer(10) {}
 
 sf::Vector2f Object::getForces(EngineState& state) {
     sf::Vector2f forces(0, 0);
@@ -48,6 +48,10 @@ void Object::update(EngineState& state) {
     velocity += acceleration * state.delta;
 }
 
+bool Object::getNormal(Object& obj, sf::Vector2f& normal) {
+    return obj.getNormal(*this, normal);
+}
+
 sf::Vector2f Object::getAcceleration() {
     return acceleration;
 }
@@ -80,6 +84,14 @@ void Object::setCharge(float set_charge) {
     charge = set_charge;
 }
 
+float Object::getRestitution() {
+    return restitution;
+}
+
+void Object::setRestitution(float set_restitution) {
+    restitution = set_restitution;
+}
+
 unsigned int Object::getLayer() {
     return layer;
 }