[일기]Box2D. 강체 이동.

보통 강체를 이동시킬때 선속도를 지정하여 이를 나타내곤 한다. 물론 이렇게 적용해도 훌륭히 원하는 결과를 얻어낸다.

 다만, 실제 강체의 속도가 0에서 순간적으로 특정 값으로 높아지는 것은 물리적으로 자연스럽지 않으며 이를 자연스럽게 표현하고자한 여러 코딩법이 눈에 띄어 이를 확인하고 정리해본다.

아래의 코드는 Step() 메서드 내에 작성되어 있다. 즉 매 시연(스텝)마다 실행된다고 보면 된다.

 첫째, 실제로 속도를 명시적으로 지정한다.

 pBody->SetLinearVelocity( b2Vec2( 100, 0) );

 이는 지극히 예상되는 바와 같이 실행 시 해당 강체는 우측으로 빠르게 이동한다.

 둘째, 실제로 속도를 명시하되, 점진적으로 증가시키어 속도를 지정한다.

 b2Vec2 velocityVec2 = pBody->GetLinearVelocity();

 velocityVec2.x = b2Min( velocityVec2.x + 0.05f, 100.0f ); //0.05만큼 증가시킨다.

 pBody->SetLinearVelocity( velocityVec2 );

 이는 매 시연(스텝)마다 강체의 선속도를 0, 0.05, 0.10, 0.15... 99.95, 100.0 이 되도록 만든다.

 셋째, 힘을 가하여 서서히 속력을 변화시킨다.

 b2Vec2 velocity = pBody->GetLinearVelocity();

 float force = (velocity.x < 100.0 ) ? ( 50 ) : ( 0.0 );

 pBody->ApplyForce( b2Vec2(force, 0), body->GetWorldCenter() );

 속력이 100에 도달할 때까지 50의 힘을 가한다. 이는 힘의 크기에 따라 최대속도에 도달하는데 걸리는 시간이 결정된다. 물리 법칙을 통해 유사하게 선운동을 모사한 경우이다.

 넷째, 물리 법칙의 감초와 같은 공식은 F=ma를 적용, 힘을 가하여 속도를 변화시킨다.

 가속도의 정의는 속도의 변화량이다. 모든 변화의 기준은 시간이다.

 b2Vec2 velocity = pBody->GetLinearVelocity();

 float targetVelocity = 0.0f;

 targetVelocity = 100.0f;

 float velocityDifferential  = targetVelocity - velocity.x;

 float force = body->GetMass() * velocityDifferential / ( 1/60.0 );

 pBody->ApplyForce( b2Vec2(force, 0), pBody->GetWorldCenter(), true);

 이는 등가속도 운동이 아닌 가속도 운동으로 초기에 강한 힘이 가해지고 일정 속도에 도달하면 매우 약한 힘이 가해진다. 세번째와 유사한 방법이나, 1초내에 최대속도에 도달한다.

 다섯째, 충격량을 적용하는 방법이다. 물체가 충돌하면, 서로의 속도가 변하게 된다. 강체를 가상의 물체와 충돌시켜보는 것이다.

 b2Vec2 velocity = pBody->GetLinearVelocity();

 float targetVelocity = 100.0;

 float velocityDifferential = targetVelocity - velocity.x;

 float impulse = pBody->GetMass() * velocityDifferential;

 pBody->ApplyLinearImpulse( b2Vec2(impulse, 0), pBody->GetWorldCenter(), true);

 여섯째, 충격량은 그 효과가 즉시 이루어진다. 이에 점진적으로 속도를 변화시키며 적용시키기 위해 다음과 같이 코드를 변경한다.

 b2Vec2 velocity = pBody->GetLinearVelocity();

 float targetVelocity = b2Min( velocity.x + 0.05f, 100.0f );

 float velocityDifferential = targetVelocity - velocity.x;

 float impulse = pBody->GetMass() * velocityDifferential;

 pBody->ApplyLinearImpulse( b2Vec2(impulse, 0), pBody->GetWorldCenter(), true); 

 이 경우 작은 충격량들이 지속 적용된다. 이 뜻은 속도의 변화를 주긴 하는데 방식을 지정하는 것에서 운동량의 교환 개념으로 바꾼 것이다.