Блог

Я написал программу, которая будет имитировать бросок мяча с 50-метрового здания. Я добавил функцию обнаружения столкновений, изменив скорость в направлении y, когда мяч ударяется о землю (y < 0), сохранив горизонтальную скорость неизменной и умножив обе скорости на некоторое минимальное значение, чтобы мяч в конечном итоге остановился.

  #include<stdio.h>
 #include<math.h>
 #include <stdlib.h>

 int main() {

     FILE *fp; 
     FILE *fr;

     float ax = 0, ay = 0, x = 0, y = 0, vx = 0, vy = 0;
     float time = 0, deltaTime = .001; 

     float min = -.00000000001; 
     int numBounces = 0;

     fr = fopen("input_data.txt", "rt"); 

     fp = fopen( "output_data.txt", "w" ); 

     if(fr == NULL){ printf("File not found");} 

     if(fp == NULL){ printf("File not found");} 

     fscanf(fr, "ax: %f ay: %f x: %f y: %f vx: %f vy: %fn", amp;ax, amp;ay, amp;x, amp;y, amp;vx, amp;vy); 

     while (vx > min amp;amp; vy > min) {

          time = time   deltaTime;
          vx = vx   ax*deltaTime;
          vy = vy   ay*deltaTime;
          x = x   vx*deltaTime   (.5*ax*deltaTime*deltaTime);
          y = y   vy*deltaTime   (.5*ay*deltaTime*deltaTime);  

          fprintf(fp, "%ft%ft%ft%ft%ft%ft%ftn", ax, ay, x, y, vx, vy, time);

     //Collision occurs; implement collision response
          if(y < 0) {
               vx = vx   ax*deltaTime*(.00001);
               vy = -(vy   ay*deltaTime*(.00001));
               numBounces  ;

               fprintf(fp, "%ft%ft%ft%ft%ft%ft%ftn", ax, ay, x, y, vx, vy, time);
      }
 }

fclose(fp); 
fclose(fr); 

system ("PAUSE"); 
return 0;

 }
  

Я не получаю правильные значения, необходимые для создания правильного графика данных.
Это может быть связано с тем, что мои условия в цикле while необходимо изменить, или что я неправильно реализовал реакцию на столкновение.

Вот также некоторые примеры данных:

ax: 0 ay: -9.8 x: 0 y: 50 vx: 8.66 vy: 5

чтобы ничего не выводить, вы можете попробовать fflush(fp) в конце каждого цикла. и, насколько я вижу в вашем коде, ваш объект получает немного больше скорости всякий раз, когда он попадает на землю, вам нужно изменить vy = -(vy ay*deltaTime*(.00001)) на vy = -(vy - ay*deltaTime*(.00001)) , чтобы исправить это. вы также можете создать лучшую реализацию для столкновения, если каждый раз вычисляете точное время столкновения y < 0 , а затем перемещаете объект вниз, меняете скорости и перемещаете объект вверх до конца цикла, чтобы столкновение было более реалистичным.

мы знаем, что deltaY = 1/2 * ay * t ^ 2 vy * t, поэтому мы можем вычислить t, используя формулу Фоллинга :

 assuming py is the current height of object(it's distance to ground)
=> -py = 0.5 * ay* t * t   vy * t
=> 0 = 0.5 * ay * t * t  vy * t   py
=> t = (-vy  - sqrt(vy*vy - 2 * ay * py)) / (2 * ay)
  

и поскольку t должно быть положительным, и зная, что ay отрицательно, а py положительно, мы можем предположить, что правильный ответ

 => tc = (sqrt(vy*vy - 2 * ay * py) - vy) / 2 / ay
  

теперь у нас есть tc, который является временем столкновения. итак, мы должны отменить последние изменения положения и скорости, затем просто пошагать tc секунды, а затем поменять местами vy и шаг deltaTime - tc секунды, чтобы завершить этот кадр. итак, внутри условия if было бы похоже (у меня просто могут возникнуть некоторые проблемы с математикой, поэтому, если случайно вы не получили ожидаемых результатов, просто перепроверьте все уравнения):

 if (y < 0) {
    float tc = (sqrt(vy*vy - 2 *ay * y)) / 2 / ay;
    x = x - vx*deltaTime - (.5*ax*deltaTime*deltaTime);
    y = y - vy*deltaTime - (.5*ay*deltaTime*deltaTime);
    vx = vx - ax * deltaTime;
    vy = vy - ay * deltaTime;
    vx = vx   ax * tc;
    vy = vy   ay * tc;
    x = x   vx*tc   (.5*ax*tc*tc);
    y = y   vy*tc   (.5*ay*tc*tc);
    vy = -(vy - ay*deltaTime*(.00001));
    // you can also change above line and simply write 
    // vy = vy * -0.99;
    // that will also create friction as you want it to be there
    vx = vx   ax * (deltaTime - tc);
    vy = vy   ay * (deltaTime - tc);
    x = x   vx* (deltaTime - tc)   (.5*ax* (deltaTime - tc)* (deltaTime - tc));
    y = y   vy* (deltaTime - tc)   (.5*ay* (deltaTime - tc)* (deltaTime - tc));
    numBounces  ;

    fprintf(fp, "%ft%ft%ft%ft%ft%ft%ftn", ax, ay, x, y, vx, vy, time);
}