Merk: Denne oppgaven krever at tilleggspakken e(fx)clipse er installert! Hent lenke til update-site fra listen over tilleggspakker og installer e(fx)clipse. Tilleggspakkene kan finnes her: Eclipse-tillegg
Simulering er en nyttig teknikk for å prøve ut ens forståelse av et fenomen, f.eks. fysikk. Enkelt sagt består en simulering av regler for hvordan objekter i en verden oppfører seg (både for seg selv og hvordan de spiller sammen), og en konkret verden i form av en start-konfigurasjon av objekter. Så tenker en seg at tiden går i små steg, og for hvert steg så oppdaterer en objektene i henhold til reglene.
I denne øvingen består verdenen av objekter (asteroider og en sol) som svever fritt i rommet og et romskip med motorer som kan snurre og skyve. Alle objekter har en posisjon, fart og masse, og virker på hverandre i henhold til formelen for gravitasjon. Romskipet har i tillegg vinkelfart og mulighet for å fyre av motorer bak (dytter) og på siden (snurrer).
Del 1 - Rom-objekter
Det er i hovedsak to typer rom-objekter, de som svever fritt (planeter, asteroider og stjerner) og romskipet, som har motorkraft. Det som er felles for alle rom-objektene ønsker vi å samle i superklassen SpaceObject, som de to mer spesialiserte typene Asteroid og SpaceShip arver fra. Dette er illustrert i diagrammet til venstre. Vi har brukt typen Point2D for å angi at posisjon (position) og fart (speed) beskrives av to verdier (koordinatpar/vektorkoordinater). Massen beregnes, så den er angitt som en operasjon og ikke som et attributt. Det som ikke kommer frem i dette diagrammet er hvordan vi også ønsker å bygge på Polygon-klassen i JavaFX, for å gjøre det lettere å vise rom-objektene som grafikk i et vindu på skjermen. Med Polygon som superklasse for SpaceObject, så vil en kunne angi et sett punkter som utgjør konturen til rom-objektene. Siden Polygon i praksis også har en posisjon (i kraft av å være en Node), så trenger en ikke lagre denne som et eget felt i SpaceObject, så den faktiske implementasjon blir litt annerledes enn vist til venstre. Og for å gjøre det litt lettere å utnytte mulighetene i Polygon-klassen (spesielt koordinat-håndtering er litt fiklete), så har vi lage en hjelpeklasse, kalt BaseSpaceObject, som kan brukes som den direkte superklassen til SpaceObject og som selv arver fra Polygon. Dette er illustrert til høyre. Kode m/dokumentasjon for BaseSpaceObject-klassen finner du nederst på denne siden. De spesifikke metodene i SpaceObject, Asteroids og SpaceShip, som du må implementere er som følger: SpaceObject
Asteroid
SpaceShip
|
intersects-metoden
intersects-metoden skal returnere true dersom to SpaceObject-instanser (this og argumentet) overlapper. Sjekk for overlapp kan gjøres på mange måter, f.eks. sjekke overlapp av såkalt "bounding box" (minste omsluttende rektangel) eller om midten og/eller hjørnene i det ene polygonet er inni det andre (og vice versa), eller en kombinasjon av flere av disse. contains-metoden BaseSpaceObject i er nyttig her. Enkle teknikker vil dekke mange relevante tilfeller, men for å ta alle hjørnetilfellene
Det som altså fungerer best er en kombinasjon av alle disse teknikkene! |
|
JExercise-testkode for del 1 finner du her: inheritance/SpaceObjectTest.java. Originalkoden (jextest) for testen finner du her: inheritance/SpaceObject.jextest.
Del 2 - Oppsett av verden og simulering
Denne delen tar utgangspunkt i en delvis ferdigskrevet Asteroids-klasse. Oppgaven til Asteroids-klassen er todelt: 1) å rigge opp verdenen med rom-objekter og 2) kjøre selve simuleringen. I koden for Asteroids-klassen, som ligger nederst på denne siden, legges det opp til at dette gjøres i henholdsvis init()- og run()-metoden, men du står forsåvidt fritt til å (gjen)bruke denne koden som du vil. Men for at du skal lære mest mulig om arv, så prøv å legge mest mulig av din egen kode i subklasser av Asteroids, heller enn å skrive den om. Vi foreslår at du gjør oppgaven i følgende trinn, med én subklasse pr. trinn. Astroids-klassen har noen finesser, som kan nyttige ved feilsøking:
Bruk AsteroidsProgram som hovedprogramklasse. Du kan hvis du vil bruke main-metoden til AsteroidsProgram, som tar inn navnet til Asteroids-(sub)klassen som eneste programargument. Det enkleste er kanskje å lage en main-metode i din egen Asteroids-(sub)klasse (her kalt Asteroids1), slik: public static void main(String[] args) { AsteroidsProgram.main(new String[]{inheritance.Asteroids1.class.getName()}); // lager en String-tabell med klassenavnet som eneste element } Trinn 1 - Asteroids1I dette trinnet er målet å få lagt inn noen SpaceObject-instanser, se (til) at simuleringen beveger dem på skjermen og få kollisjonsdeteksjon til å fungere. SpaceObject-instansene opprettes i init()-metoden og legges inn med den ferdigskrevne add-metoden i Asteroids-klassen. For å få simuleringen til å virke, så må du fylle inn kode i tick()-metoden:
Se http://stackoverflow.com/questions/345838/ball-to-ball-collision-detection-and-handling dersom du vil simulere kollisjoner som (fullstendig) elastiske støt. Trinn 2 - Asteroids2I dette trinnet er målet å få gravitasjonslogikken til å fungere og sjekke det ved å legge inn en sol (stor, gul og rund Asteroid-instans) og masse asteroider (Asteroid-instanser av med ulik tetthet og størrelse). Utvid tick()-metoden slik at du for hvert SpaceObject-par beregner og håndterer den gjensidige gravitasjonskraften. Trinn 3 - Asteroids3I dette trinnet implementerer du støtte for å styre romskipet med piltastene (KeyCode.LEFT, KeyCode.RIGHT og KeyCode.UP). Finn selv ut hvilke Asteroids-metoder som må redefineres, for å få dette til. Sørg for å legge til et romskip og prøv å unngå å kollidere eller å bli fanget av sola! |
BaseSpaceObject package inheritance; import javafx.collections.ObservableList; import javafx.geometry.Bounds; import javafx.geometry.Point2D; import javafx.scene.shape.Polygon; public class BaseSpaceObject extends Polygon { /** * Adds the point given by x,y to this Polygon * @param x the x-coordinate * @param y the y-coordinate */ protected void addPoint(double x, double y) { getPoints().add(x); getPoints().add(y); } /** * Adds the points given by the sequence of x- and y-coordinates * @param xys the x- and y-coordinates */ protected void addPoints(double... xys) { for (int i = 0; i < xys.length; i += 2) { addPoint(xys[i], xys[i + 1]); } } /** * Adds the point given by angle, length in polar coordinates * @param angle the angle * @param length the length */ protected void addPolarPoint(double angle, double length) { addPoint(Math.cos(angle) * length, Math.sin(angle) * length); } /** * Returns the position of this Polygon as a Point2D object * @return the position as a Point2D object */ public Point2D getPosition() { return new Point2D(getTranslateX(), getTranslateY()); } /** * Moves (displaces) this Polygon by the given dx, dy * @param dx the x displacement * @param dy the y displacement */ public void translate(double dx, double dy) { setTranslateX(getTranslateX() + dx); setTranslateY(getTranslateY() + dy); } /** * Returns the position of the center of this Polygon. * The asParentCoordinates determines if the position is transformed into the parent coordinate system. * @param asParentCoordinates determines if the position is transformed into the parent coordinate system * @return the center position */ public Point2D getCenter(boolean asParentCoordinates) { Bounds bounds = getBoundsInLocal(); Point2D center = new Point2D((bounds.getMaxX() + bounds.getMinX()) / 2, (bounds.getMaxY() + bounds.getMinY()) / 2); if (asParentCoordinates) { center = localToParent(center); } return center; } /** * Returns the number of points in this Polygon * @return the number of points in this Polygon */ public int getPointCount() { return getPoints().size() / 2; } /** * Determines of a specific point of another Polygon is inside this Polygon * @param other the other Polygon * @param pointNum the number of the point to check * @return */ public boolean contains(BaseSpaceObject other, int pointNum) { ObservableList<Double> points = other.getPoints(); double x = points.get(pointNum * 2), y = points.get(pointNum * 2 + 1); return this.contains(parentToLocal(other.localToParent(x, y))); } } |