src/collisionManager.cpp

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 2008 Patrik Gornicz, Gornicz_P (at) hotmail (dot) com.
   3  *
   4  *  This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   5  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  *  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   7  *  (at your option) any later version.
   8  *
   9  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  *  GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  *  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  16  */
  17
  18 #include "collisionManager.h"
  19 #include "debug.h"
  20
  21 #include "Vector2.h"
  22
  23 #include "Entities/Ball.h"
  24 #include "Entities/PhysicsEntity.h"
  25
  26 #include "CollisionInfo.h"
  27
  28 /// ***** Private Class Header *****
  29
  30 /// ***** Private Method Headers *****
  31
  32 void clearEntities();
  33 void placeEntity(PhysicsEntity* p);
  34 void updateEntities();
  35
  36 void applyCollision(PhysicsEntity* p1, PhysicsEntity* p2);
  37 void applyCollision(Ball* b1, Ball* b2);
  38
  39 bool getInfo(Ball* b1, Ball* b2, CollisionInfo* cInfo);
  40
  41 /// ***** Private Variables *****
  42
  43 const int xDivisions = 20;
  44 const int yDivisions = 16;
  45
  46 setPhys divisions[xDivisions][yDivisions];
  47
  48 /// ***** Initializers/Cleaners *****
  49
  50 void collision::init()
  51 {
  52
  53 }
  54 void collision::clean()
  55 {
  56
  57 }
  58
  59 /// ***** Public Methods *****
  60
  61 void collision::update(setPhys& sp)
  62 {
  63     clearEntities();
  64
  65     for( setPhys::iterator it = sp.begin();
  66          it != sp.end();
  67          it++ )
  68     {
  69         placeEntity(*it);
  70     }
  71
  72     updateEntities();
  73 }
  74
  75 /// ***** Private Methods *****
  76
  77 void clearEntities()
  78 {
  79     for( int x = 0;
  80              x < xDivisions;
  81              x++ )
  82     {
  83         for( int y = 0;
  84                  y < yDivisions;
  85                  y++ )
  86         {
  87             divisions[x][y].clear();
  88         }
  89     }
  90 }
  91
  92 void placeEntity(PhysicsEntity* p)
  93 {
  94     Ball* b = dynamic_cast<Ball*>(p);
  95
  96     if( b == NULL )
  97     {
  98         DPF(0, "ENTITY TYPE NOT SUPPORTED BY placeEntity()!!");
  99         return;
 100     }
 101
 102     const float& xb     = b->positionRaw().x;
 103     const float& yb     = b->positionRaw().y;
 104     const float& rad    = b->radius;
 105
 106     for( int x = (int)(xb - rad);
 107              x < (int)(xb + rad);
 108              x++ )
 109     {
 110         if(x < 0 || xDivisions <= x)
 111             break;
 112
 113         for( int y = (int)(yb - rad);
 114                  y < (int)(yb + rad);
 115                  y++ )
 116         {
 117             if(y < 0 || yDivisions <= y)
 118                 break;
 119
 120             divisions[x][y].insert(p);
 121         }
 122     }
 123 }
 124
 125 void updateEntities()
 126 {
 127     for( int x = 0;
 128              x < xDivisions;
 129              x++ )
 130     {
 131         for( int y = 0;
 132                  y < yDivisions;
 133                  y++ )
 134         {
 135             for( setPhys::iterator it1 = divisions[x][y].begin();
 136                  it1 != divisions[x][y].end();
 137                  it1++ )
 138             {
 139                 for( setPhys::iterator it2 = divisions[x][y].begin();
 140                      it2 != divisions[x][y].end();
 141                      it2++ )
 142                 {
 143                     if( *it1 != *it2 )
 144                     {
 145                         applyCollision(*it1, *it2);
 146                     }
 147                 }
 148             }
 149         }
 150     }
 151 }
 152
 153 void applyCollision(PhysicsEntity* p1, PhysicsEntity* p2)
 154 {
 155     Ball* b1 = dynamic_cast<Ball*>(p1);
 156     Ball* b2 = dynamic_cast<Ball*>(p2);
 157
 158     if( b1 != NULL && b2 != NULL )
 159     {
 160         applyCollision(b1, b2);
 161         return;
 162     }
 163
 164     DPF(0, "ENTITY TYPE NOT SUPPORTED BY applyCollision()!!");
 165 }
 166
 167 void applyCollision(Ball* b1, Ball* b2)
 168 {
 169     CollisionInfo   cInfo;
 170
 171     if(!getInfo(b1, b2, &cInfo))
 172         return;
 173
 174     // a few values to simplify the equations
 175     const Vector2& normal = cInfo.normal;
 176     const Vector2& point  = cInfo.point;
 177
 178     float m1 = b1->mass;
 179     float m2 = b2->mass;
 180
 181     float e = (b1->CoR + b2->CoR) / 2;
 182
 183     Vector2 v1 = b1->velocityRaw();
 184     Vector2 v2 = b2->velocityRaw();
 185
 186
 187     float iTop = -(e + 1) * (v1 - v2).dot(normal);
 188
 189     // otherwise the collision happened and we do the math the below assumes
 190     // collisions have no friction
 191
 192     float impulse = iTop / (normal.dot(normal) * (1 / m1 + 1 / m2));
 193
 194     b1->applyImpulse(impulse / m1 * normal, point);
 195     b2->applyImpulse(-impulse / m2 * normal, point);
 196 }
 197
 198 bool getInfo(Ball* b1, Ball* b2, CollisionInfo* pcInfo)
 199 {
 200     // a few values to simplify the equations
 201     float r1 = b1->radius;
 202     float r2 = b2->radius;
 203
 204     Vector2 p1 = b1->positionRaw();
 205     Vector2 p2 = b2->positionRaw();
 206     Vector2 v1 = b1->velocityRaw();
 207     Vector2 v2 = b2->velocityRaw();
 208
 209     // quick binding box check
 210     if (p1.x - r1 > p2.x + r2
 211      || p1.x + r1 < p2.x - r2
 212      || p1.y - r1 > p2.y + r2
 213      || p1.y + r1 < p2.y - r2)
 214         return false;
 215
 216     // test if not touching
 217     if ((p1 - p2).sqrLength() >= (r1 + r2)*(r1 + r2))
 218         return false;
 219
 220     // test if they are moving apart in some way if they aren't it's likely
 221     // that they collided last frame and are still overlapping
 222
 223     if ((v1 - v2).dot(p1 - p2) >= 0)
 224         return false;
 225
 226     pcInfo->point   = p1 - (p1 - p2) * r1 / (r1 + r2);
 227     pcInfo->normal  = p1 - p2;
 228
 229     return true;
 230 }