EP2

Pinball em 3D com WebGL

Autores

Anderson Meirelles Freitas (NUSP: 8883719) Rafael Will Macedo de Araujo (NUSP: 7261561)

Importante: dadas as atuais restrições de segurança dos navegadores, muitas vezes arquivos externos carregados via XMLHttpRequest não funcionam. Portanto, a aplicação pode ser visualizada sem problemas no link abaixo:

http://andersonfreitas.com/pinball/

Instruções

Use as teclas z e x para comandar as paletas e espaço para disparar as esferas. O mouse movimenta a camera.

As teclas de direção do teclado podem ser usados para "cheat", pois como as vezes a esfera pode ficar travada devido ao problema de colisão, ela pode ser movimentada através desse artifício.

Os botões da interface permitem ajustar diversos controles, como pausar e até a escolha do integrador usado.

Colisão e Física

A colisão é feita com todas as faces da cena. A cena é composta por objetos dinâmicos (esferas) que se movimentam e os estáticos ativos (mesa) e não ativos (domo e piso).

O algoritmo de colisão basicamente testa para cada triangulo se a distância entre o centro da esfera e o vértice mais próximo do triangulo, se a distância ao quadrado for menor que o raio da esfera ao quadrado é considerado uma colisão. O algoritmo de detecção não conhece a normal da face.

Depois da colisão detectada com a face, a reação da colisão é calculada olhando a normal da face, onde a forca é refletida e acumulada com as outras forças da cena.

As principais forças consideradas são a gravidade e o arrasto criado pela densidade do ar (calculado na temperatura de 15º e influenciado pela área da esfera), e ao colidir parte é absorvida pela parede com um coeficiente de restituição usado.

A integração numérica pode ser escolhida entre Euler, Verlet e Runge-Kutta de 4ª ordem, diferentes abordagens foram testadas pois o método de Euler se demonstrou muito instável, fazendo com que a esfera seja posicionada para dentro de um objeto, pois o passo que o integrador retorna é muito grande. Tentei diversos ajustes mas não encontrei solução para o problema.

Observações

O projeto foi estruturado com classes, e algumas foram escritas originalmente na linguagem CoffeScript que é compilada em Javascript. Tive preferencia pela linguagem pela facilidade para se construtir classes.

Bibliotecas externas

dat-gui Usado para criar os controles interativos da aplicação.
glMatrix Biblioteca com operações para se trabalhar com matrizes, vetores e quaternions.
jQuery Utilitário para acessar o DOM do HTML.
requestAnimationFrame Polyfill para que a função requestAnimationFrame funcione em diversos browsers.
stats.js Métricas de desempenho da renderização (em fps/ms/Hz).
underscore.js Provê diversos helpers para a linguagem javascript inspirado de linguagens funcionais. Traz funções como map, reduce, each, etc.
coffescript Linguagem que compila para Javascript