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...
main
Author | SHA1 | Date | |
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ce5f660861 | ||
13697a6104 | |||
d6280343d5 |
6 changed files with 462 additions and 34 deletions
36
README.md
36
README.md
|
@ -1,19 +1,17 @@
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|||
# Stage JSB : Simulation spatiale
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||||
## Aide
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[Documentation de Bevy](https://docs.rs/bevy/latest/bevy/)
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## Commandes
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Vérifier la validité du code :
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cargo check
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Compiler et lancer le programme :
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cargo run
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Compiler et lancer le programme optimisé (plus lent à compiler, mais plus léger et rapide à exécuter) :
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cargo run --release
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## Feuille de route
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* Créer deuxième planète
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* Gravité naïve
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* Vitesse
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* Poids
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* Faire un système solaire (trouver valeurs)
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* Quadtree
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* Réutiliser les mêmes Mesh et Material (augmente FPS en dézoom)
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||||
* Générer un mesh avec noise
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||||
* Générer plusieurs meshes
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* (?) Collision
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* Détection
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||||
* Double boucle naïve
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* Intégré au quadtree
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||||
* Fusion simple
|
||||
* Fragmentation
|
||||
* Cratère
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3
build-wasm.sh
Normal file
3
build-wasm.sh
Normal file
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@ -0,0 +1,3 @@
|
|||
cargo build --release --target wasm32-unknown-unknown || exit 1
|
||||
echo "==> wasm-bindgen..."
|
||||
wasm-bindgen --out-name jsb-gravity --out-dir target --target web target/wasm32-unknown-unknown/release/jsb-gravity.wasm || exit 1
|
32
index.html
Normal file
32
index.html
Normal file
|
@ -0,0 +1,32 @@
|
|||
<!doctype html>
|
||||
<html lang="en">
|
||||
<head>
|
||||
<meta charset="UTF-8"/>
|
||||
<title>JSB Gravity</title>
|
||||
<style type="text/css">
|
||||
html, body {
|
||||
margin: 0;
|
||||
padding: 0;
|
||||
background-color: #222;
|
||||
}
|
||||
body {
|
||||
display: flex;
|
||||
flex-flow: column;
|
||||
color: white;
|
||||
}
|
||||
#game {
|
||||
order: 1;
|
||||
max-width: 100vw;
|
||||
max-height: 100vh;
|
||||
margin: auto;
|
||||
}
|
||||
</style>
|
||||
</head>
|
||||
<body>
|
||||
<canvas id="game">Canvas did not load.</canvas>
|
||||
<script type="module">
|
||||
import init from './target/jsb-gravity.js'
|
||||
init()
|
||||
</script>
|
||||
</body>
|
||||
</html>
|
34
src/gen.rs
34
src/gen.rs
|
@ -2,14 +2,40 @@ use bevy::{prelude::*, render::render_resource::PrimitiveTopology};
|
|||
use opensimplex_noise_rs::OpenSimplexNoise;
|
||||
use rand::Rng;
|
||||
|
||||
pub fn _planet() -> Mesh {
|
||||
/// Générer une planète
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||||
pub fn planet() -> Mesh {
|
||||
// Initialiser l'aléatoire
|
||||
let mut rng = rand::thread_rng();
|
||||
let _simplex = OpenSimplexNoise::new(Some(rng.gen()));
|
||||
let simplex = OpenSimplexNoise::new(Some(rng.gen()));
|
||||
|
||||
// Créer un mesh vide
|
||||
let mut mesh = Mesh::new(PrimitiveTopology::TriangleList);
|
||||
|
||||
let perimeter: u32 = 1000;
|
||||
|
||||
// Ajouter des points dans le mesh
|
||||
mesh.insert_attribute(
|
||||
Mesh::ATTRIBUTE_POSITION,
|
||||
vec![[0.0, 0.0, 0.0], [1.0, 0.0, 0.0], [0.0, 1.0, 0.0]],
|
||||
(0..perimeter)
|
||||
.map(|i| {
|
||||
// Rayon
|
||||
let mut r = simplex.eval_2d(i as f64 * 0.02, 0.) as f32 * 20.0 + 100.0;
|
||||
r += simplex.eval_2d(i as f64 * 0.05, 10.) as f32 * 10.0;
|
||||
r += simplex.eval_2d(i as f64 * 0.2, 10.) as f32 * 4.0;
|
||||
// Angle
|
||||
let a = std::f32::consts::TAU * i as f32 / perimeter as f32;
|
||||
// Coordonnées du point
|
||||
[r * a.cos(), r * a.sin(), 0.]
|
||||
})
|
||||
.chain([[0., 0., 0.]])
|
||||
.collect::<Vec<_>>(),
|
||||
);
|
||||
mesh.set_indices(Some(bevy::render::mesh::Indices::U32(vec![0, 1, 2])));
|
||||
|
||||
// Ajouter des triangles en indiquant quels points (de ceux définis juste avant) doivent être reliés
|
||||
let mut triangles = Vec::new();
|
||||
for i in 0..perimeter {
|
||||
triangles.extend_from_slice(&[i, perimeter, (i + 1) % perimeter]);
|
||||
}
|
||||
mesh.set_indices(Some(bevy::render::mesh::Indices::U32(triangles)));
|
||||
mesh
|
||||
}
|
||||
|
|
217
src/main.rs
217
src/main.rs
|
@ -1,11 +1,21 @@
|
|||
mod gen;
|
||||
mod quadtree;
|
||||
|
||||
use bevy::{prelude::*, sprite::MaterialMesh2dBundle};
|
||||
use bevy::{
|
||||
ecs::query::BatchingStrategy,
|
||||
prelude::*,
|
||||
sprite::{MaterialMesh2dBundle, Mesh2dHandle},
|
||||
};
|
||||
|
||||
/// Empêche les fuites mémoire, arrête tout à 1 Go
|
||||
#[global_allocator]
|
||||
static ALLOCATOR: cap::Cap<std::alloc::System> =
|
||||
cap::Cap::new(std::alloc::System, 1024 * 1024 * 1024);
|
||||
|
||||
/// Ces deux points définissent le rectangle contenant tout l'univers
|
||||
static UNIVERSE_POS: (Vec2, Vec2) = (Vec2::new(-1e6, -1e6), Vec2::new(1e6, 1e6));
|
||||
|
||||
/// Cette fonction est l'entrée du programme
|
||||
fn main() {
|
||||
App::new()
|
||||
.add_plugins((
|
||||
|
@ -13,49 +23,228 @@ fn main() {
|
|||
bevy_fps_counter::FpsCounterPlugin,
|
||||
bevy_pancam::PanCamPlugin,
|
||||
))
|
||||
.insert_resource(Constants { g: 6.674e-11 })
|
||||
.add_systems(Startup, setup)
|
||||
.configure_sets(Update, (Set::Demo).chain())
|
||||
.add_systems(Update, (demo_system.in_set(Set::Demo),))
|
||||
.configure_sets(Update, (Set::Force, Set::Apply).chain())
|
||||
.add_systems(
|
||||
Update,
|
||||
(
|
||||
weight_system.in_set(Set::Force),
|
||||
apply_system.in_set(Set::Apply),
|
||||
),
|
||||
)
|
||||
.run();
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// Cette fonction est appelée à l'initialisation du jeu, par main
|
||||
fn setup(
|
||||
mut commands: Commands,
|
||||
mut meshes: ResMut<Assets<Mesh>>,
|
||||
mut materials: ResMut<Assets<ColorMaterial>>,
|
||||
) {
|
||||
// Créer une caméra qui filme ce qu'on va afficher à l'écran
|
||||
commands
|
||||
.spawn(Camera2dBundle::default())
|
||||
.insert(bevy_pancam::PanCam::default());
|
||||
|
||||
let red = materials.add(ColorMaterial::from(Color::RED));
|
||||
let circle_5: Mesh2dHandle = meshes.add(shape::Circle::new(5.).into()).into();
|
||||
|
||||
// Créer des planètes
|
||||
commands
|
||||
.spawn(Ball {
|
||||
.spawn(Planet {
|
||||
pos: TransformBundle::from(Transform::from_translation(Vec3::new(0., 0., 0.))),
|
||||
mass: Mass(1.988e18),
|
||||
speed: Speed(Vec2::new(0.0, 0.0)),
|
||||
visibility: InheritedVisibility::VISIBLE,
|
||||
})
|
||||
.with_children(|parent| {
|
||||
parent.spawn(MaterialMesh2dBundle {
|
||||
mesh: meshes.add(gen::planet()).into(),
|
||||
material: materials.add(ColorMaterial::from(Color::YELLOW)),
|
||||
..default()
|
||||
});
|
||||
});
|
||||
commands
|
||||
.spawn(Planet {
|
||||
pos: TransformBundle::from(Transform::from_translation(Vec3::new(400., 0., 0.))),
|
||||
mass: Mass(5.9736e14),
|
||||
speed: Speed(Vec2::new(0.0, 500.0)),
|
||||
visibility: InheritedVisibility::VISIBLE,
|
||||
})
|
||||
.with_children(|parent| {
|
||||
parent.spawn(MaterialMesh2dBundle {
|
||||
mesh: meshes.add(shape::Circle::new(10.).into()).into(),
|
||||
material: materials.add(ColorMaterial::from(Color::ORANGE)),
|
||||
material: materials.add(ColorMaterial::from(Color::BLUE)),
|
||||
..default()
|
||||
});
|
||||
});
|
||||
commands
|
||||
.spawn(Planet {
|
||||
pos: TransformBundle::from(Transform::from_translation(Vec3::new(-400., 0., 0.))),
|
||||
mass: Mass(5.9736e14),
|
||||
speed: Speed(Vec2::new(0.0, -500.0)),
|
||||
visibility: InheritedVisibility::VISIBLE,
|
||||
})
|
||||
.with_children(|parent| {
|
||||
parent.spawn(MaterialMesh2dBundle {
|
||||
mesh: meshes.add(shape::Circle::new(10.).into()).into(),
|
||||
material: materials.add(ColorMaterial::from(Color::BLUE)),
|
||||
..default()
|
||||
});
|
||||
});
|
||||
// Créer plein de planètes !
|
||||
for i in 0..4000u32 {
|
||||
commands
|
||||
.spawn(Planet {
|
||||
pos: TransformBundle::from(Transform::from_translation(Vec3::new(
|
||||
-450. - i as f32 / 4.,
|
||||
0.,
|
||||
0.,
|
||||
))),
|
||||
mass: Mass(1.),
|
||||
speed: Speed(Vec2::new(0.0, -500.0)),
|
||||
visibility: InheritedVisibility::VISIBLE,
|
||||
})
|
||||
.with_children(|parent| {
|
||||
parent.spawn(MaterialMesh2dBundle {
|
||||
mesh: circle_5.clone(),
|
||||
material: red.clone(),
|
||||
..default()
|
||||
});
|
||||
});
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[derive(Clone, Debug, Eq, Hash, PartialEq, SystemSet)]
|
||||
enum Set {
|
||||
Demo,
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// Un set est un ensemble de systèmes.
|
||||
/// Chaque système est dans un set, ici Force ou Apply.
|
||||
/// Les sets sont exécutés dans un certain ordre (défini dans main)
|
||||
#[derive(Clone, Debug, Eq, Hash, PartialEq, SystemSet)]
|
||||
enum Set {
|
||||
/// Systèmes modélisant des forces (poids, champ électrique, rebonds...), donc changeant la vitesse des objets
|
||||
Force,
|
||||
/// Systèmes appliquant les forces, donc changeant la position des objets selon leur vitesse
|
||||
Apply,
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// Une vitesse (x, y) en m/s
|
||||
#[derive(Component)]
|
||||
struct Speed(Vec2);
|
||||
|
||||
/// Une masse en kg
|
||||
#[derive(Component)]
|
||||
struct Mass(f32);
|
||||
|
||||
/// Une planète
|
||||
#[derive(Bundle)]
|
||||
struct Ball {
|
||||
struct Planet {
|
||||
/// Position du centre de la planète
|
||||
pos: TransformBundle,
|
||||
/// Masse de la planète
|
||||
mass: Mass,
|
||||
/// Vitesse de la planète
|
||||
speed: Speed,
|
||||
visibility: InheritedVisibility,
|
||||
}
|
||||
|
||||
fn demo_system(query: Query<&Transform>, time: Res<Time>) {
|
||||
println!("Temps écoulé : {}s", time.delta_seconds());
|
||||
for pos in query.iter() {
|
||||
println!("Il y a un objet aux coordonnées {:?}", pos.translation);
|
||||
/// Constantes physiques
|
||||
#[derive(Resource)]
|
||||
struct Constants {
|
||||
/// Constante gravitationnelle
|
||||
g: f32,
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// Corps. Sert à utiliser le quadtree
|
||||
struct Body {
|
||||
mass: f32,
|
||||
pos: Vec2,
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// On implémente le trait Body pour la struct Body.
|
||||
/// C'est-à-dire qu'on ajoute à la struct Body l'information qu'elle se comporte comme un corps.
|
||||
/// On lui ajoute les méthodes (fonctions) d'un corps.
|
||||
impl quadtree::Body for Body {
|
||||
fn mass(&self) -> f32 {
|
||||
self.mass
|
||||
}
|
||||
fn pos(&self) -> Vec2 {
|
||||
self.pos
|
||||
}
|
||||
fn add_mass(&mut self, mass: f32) {
|
||||
self.mass += mass;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Ici l'ancien système de poids, mis en commentaire pour être ignoré.
|
||||
/*fn weight_system(
|
||||
constants: Res<Constants>,
|
||||
query1: Query<(&Transform, &Mass)>,
|
||||
mut query2: Query<(&Transform, &mut Speed)>,
|
||||
time: Res<Time>,
|
||||
) {
|
||||
let gdt = constants.g * time.delta_seconds();
|
||||
for (n1_pos, n1_mass) in query1.iter() {
|
||||
for (n2_pos, mut n2_speed) in query2.iter_mut() {
|
||||
let d2 = (n1_pos.translation.x - n2_pos.translation.x).powi(2)
|
||||
+ (n1_pos.translation.y - n2_pos.translation.y).powi(2);
|
||||
if d2 == 0.0 {
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
let f = n1_mass.0 * gdt / (d2 * d2.sqrt());
|
||||
n2_speed.x += (n1_pos.translation.x - n2_pos.translation.x) * f;
|
||||
n2_speed.y += (n1_pos.translation.y - n2_pos.translation.y) * f;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}*/
|
||||
|
||||
/// Le système de poids.
|
||||
fn weight_system(
|
||||
constants: Res<Constants>,
|
||||
mut query: Query<(&Transform, &Mass, &mut Speed)>,
|
||||
time: Res<Time>,
|
||||
) {
|
||||
// Créer un arbre
|
||||
let mut tree = quadtree::Node::new(UNIVERSE_POS);
|
||||
// Calculer autant de constantes que possible pour éviter d'avoir à le faire plein de fois dans la boucle
|
||||
let gdt = constants.g * time.delta_seconds();
|
||||
// Ajouter toutes les planètes dans l'arbre
|
||||
for (pos, mass, _speed) in query.iter() {
|
||||
tree.add_body(Body {
|
||||
mass: mass.0,
|
||||
pos: pos.translation.xy(),
|
||||
});
|
||||
}
|
||||
// Pour chaque planète, on calcule son accélération et on change sa vitesse
|
||||
query.par_iter_mut().for_each(|(pos, _mass, mut speed)| {
|
||||
speed.0 += gdt * tree.apply(pos.translation.xy(), 0.5);
|
||||
});
|
||||
|
||||
// Encore un vieux système de poids :
|
||||
// let gdt = constants.g * time.delta_seconds();
|
||||
// let mut iter = query.iter_combinations_mut();
|
||||
// while let Some([(n1_pos, n1_mass, mut n1_speed), (n2_pos, n2_mass, mut n2_speed)]) =
|
||||
// iter.fetch_next()
|
||||
// {
|
||||
// let d2 = (n1_pos.translation.x - n2_pos.translation.x).powi(2)
|
||||
// + (n1_pos.translation.y - n2_pos.translation.y).powi(2);
|
||||
// let f = gdt / (d2 * d2.sqrt());
|
||||
// n1_speed.x -= (n1_pos.translation.x - n2_pos.translation.x) * f * n2_mass.0;
|
||||
// n1_speed.y -= (n1_pos.translation.y - n2_pos.translation.y) * f * n2_mass.0;
|
||||
// n2_speed.x += (n1_pos.translation.x - n2_pos.translation.x) * f * n1_mass.0;
|
||||
// n2_speed.y += (n1_pos.translation.y - n2_pos.translation.y) * f * n1_mass.0;
|
||||
// }
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// Système déplaçant les objets selon leur vitesse
|
||||
fn apply_system(mut query: Query<(&mut Transform, &Speed)>, time: Res<Time>) {
|
||||
let dt = time.delta_seconds();
|
||||
// iter_mut travaille planète par planète, alors que par_iter_mut travaille en parallèle :
|
||||
// le code dans le for_each tourne en même temps sur plusieurs planètes, en utilisant plusieurs cœurs de votre processeur pour aller plus vite !
|
||||
query
|
||||
.par_iter_mut()
|
||||
.batching_strategy(BatchingStrategy::fixed(128))
|
||||
.for_each(|(mut pos, speed)| {
|
||||
pos.translation.x += speed.0.x * dt;
|
||||
pos.translation.y += speed.0.y * dt;
|
||||
});
|
||||
}
|
||||
|
|
180
src/quadtree.rs
Normal file
180
src/quadtree.rs
Normal file
|
@ -0,0 +1,180 @@
|
|||
use bevy::prelude::*;
|
||||
|
||||
/// Un trait est la définition abstraite d'un comportement.
|
||||
/// Tout ce qui implémente ce trait possède les méthodes mass, pos, add_mass.
|
||||
pub trait Body {
|
||||
/// Quelle est la masse en kg du corps ?
|
||||
fn mass(&self) -> f32;
|
||||
/// Quelle est la position (x, y) du corps ?
|
||||
fn pos(&self) -> Vec2;
|
||||
/// Ajouter de la masse dans le corps.
|
||||
fn add_mass(&mut self, mass: f32);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// Nœud de l'arbre, étant soit une feuille soit une branche.
|
||||
/// Sur chaque branche pousse des branches et des feuilles.
|
||||
/// Rien ne pousse sur une feuille.
|
||||
/// Un nœud représente une portion rectangulaire de l'univers, contenant tous les objets qui sont dans ce rectangle.
|
||||
pub enum Node<L> {
|
||||
/// Branche
|
||||
Branch {
|
||||
/// 4 nœuds contenus par cette branche, séparant son espace en 4 cadrants de même taille
|
||||
nodes: Box<[Node<L>; 4]>,
|
||||
/// Position du centre du rectangle
|
||||
center: Vec2,
|
||||
/// Masse cumulée de tous les objets dans le nœud
|
||||
mass: f32,
|
||||
/// Centre de masse d'ensemble des objets contenus
|
||||
center_of_mass: Vec2,
|
||||
/// Largeur de notre rectangle
|
||||
width: f32,
|
||||
},
|
||||
/// Feuille
|
||||
Leaf {
|
||||
/// Contient soit un corps Some(body) soit rien None
|
||||
body: Option<L>,
|
||||
/// Position de la feuille (pas celle du corps, qui peut être à des endroits différents dans la feuille)
|
||||
pos: (Vec2, Vec2),
|
||||
},
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// Ajoutons des fonctions aux nœuds
|
||||
impl<L: Body> Node<L> {
|
||||
/// Création d'un nouveau nœud vide
|
||||
pub fn new(pos: (Vec2, Vec2)) -> Self {
|
||||
Node::Leaf { body: None, pos }
|
||||
}
|
||||
/// Ajouter un corps dans le nœud
|
||||
pub fn add_body(&mut self, new_body: L) {
|
||||
match self {
|
||||
// Si le nœud est une branche...
|
||||
Node::Branch {
|
||||
nodes,
|
||||
center,
|
||||
mass,
|
||||
center_of_mass,
|
||||
..
|
||||
} => {
|
||||
let new_body_pos = new_body.pos();
|
||||
let new_body_mass = new_body.mass();
|
||||
// Calculer le centre de masse des corps dans la branche plus le nouveau corps
|
||||
*center_of_mass = (*center_of_mass * *mass + new_body_mass * new_body_pos)
|
||||
/ (*mass + new_body_mass);
|
||||
*mass += new_body_mass;
|
||||
// Trouver le bon cadrant où ajouter le corps
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nodes[if new_body_pos.x < center.x {
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if new_body_pos.y < center.y {
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0
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} else {
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2
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}
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} else {
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||||
if new_body_pos.y < center.y {
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1
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} else {
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3
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}
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}]
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.add_body(new_body)
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}
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// Si le nœud est une feuille...
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Node::Leaf { body, pos } => {
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// Si la feuille contient un corps...
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if let Some(mut body) = body.take() {
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// Si les deux corps sont très proches, on évite de créer plein de branches ce qui ferait tout planter.
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// Dans ce cas on fusionne les deux
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if body.pos().distance_squared(new_body.pos()) < 1.0 {
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body.add_mass(new_body.mass());
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*self = Node::Leaf {
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body: Some(body),
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pos: *pos,
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};
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return;
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}
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// Cette feuille va devenir une branche.
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// On calcule donc son centre.
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let center = (pos.0 + pos.1) / 2.0;
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// Et on la remplace par une branche, pour l'instant avec ses 4 cadrants vides.
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*self = Node::Branch {
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nodes: Box::new([
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Node::Leaf {
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body: None,
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pos: (pos.0, center),
|
||||
},
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||||
Node::Leaf {
|
||||
body: None,
|
||||
pos: (Vec2::new(center.x, pos.0.y), Vec2::new(pos.1.x, center.y)),
|
||||
},
|
||||
Node::Leaf {
|
||||
body: None,
|
||||
pos: (Vec2::new(pos.0.x, center.y), Vec2::new(center.x, pos.1.y)),
|
||||
},
|
||||
Node::Leaf {
|
||||
body: None,
|
||||
pos: (center, pos.1),
|
||||
},
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||||
]),
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||||
center,
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||||
mass: 0.0,
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||||
center_of_mass: center,
|
||||
width: pos.1.x - pos.0.x,
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||||
};
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||||
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// On ajoute les deux corps dans la branche.
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self.add_body(body);
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self.add_body(new_body)
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} else {
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// Ici est le cas où la feuille était vide, alors on met juste le nouveau corps dedans.
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*body = Some(new_body);
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}
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}
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}
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}
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/// Calculer la force de gravité s'appliquant sur le point `on`
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/// `theta` est un nombre entre 0.0 et 1.0, qui détermine si on veut plus de précision ou plus de rapidité.
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pub fn apply(&self, on: Vec2, theta: f32) -> Vec2 {
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match self {
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// Si le nœud est une branche...
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Node::Branch {
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nodes,
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mass,
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center_of_mass,
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||||
width,
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||||
..
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} => {
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if on == *center_of_mass {
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// Dans ce cas la distance est nulle, donc on évite de diviser par zéro.
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return Vec2::ZERO;
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}
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let dist = on.distance(*center_of_mass);
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||||
if width / dist < theta {
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||||
// On est dans le cas où on est assez loin pour pouvoir faire une approximation.
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// On fait comme si le nœud était un gros corps, la fusion de tous les corps qu'il contient.
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*mass * (*center_of_mass - on) / (dist * dist * dist)
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} else {
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||||
// On est dans le cas où on est trop près pour faire l'approximation.
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// On applique alors récursivement pour chaque sous-nœud.
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nodes[0].apply(on, theta)
|
||||
+ nodes[1].apply(on, theta)
|
||||
+ nodes[2].apply(on, theta)
|
||||
+ nodes[3].apply(on, theta)
|
||||
}
|
||||
}
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||||
// Si le nœud est une feuille...
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Node::Leaf { body, .. } => {
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if let Some(body) = body {
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// La feuille contient un corps.
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if on == body.pos() {
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||||
return Vec2::ZERO;
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||||
}
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let dist = on.distance(body.pos());
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||||
body.mass() * (body.pos() - on) / (dist * dist * dist)
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||||
} else {
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||||
// La feuille est vide.
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||||
Vec2::ZERO
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||||
}
|
||||
}
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||||
}
|
||||
}
|
||||
}
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