[Fisica] Questões sobre fisica

Esse tópico foi criado por dois motivos:

- Questões sobre fisica nos jogos
- Ideias sobre fisica nos jogos

Sobre o primeiro motivo, acho que no fórum não há nenhum tópico sobre.
Estou pensando em colocar fisica em um dos meus futuros jogos, mas tem algumas coisas que não consigo fazer.

Primeiramente, o jogo é bidimensional e de plataforma. A fisica que estou tentando compreender pode ser ilustrada assim:

- Uma bola (vindo da esquerda) bate num poste (que está em pé)
- O poste balança para a direita, depois para a esquerda, depois para.

Outro tipo seria:

- Um bloco está na beirada de um abismo
- Se ele estiver com mais da metade de seu comprimento sem apoio, ele cai.

Mais uma questão:

- Há tipo uma gangorra apoiada sobre um bloco central.
- De um lado há um bloco de massa m.
- Se do outro tiver um bloco de massa m, a gangorra se equilibra.
- Se tiver um bloco de massa m/2, ele fica mais alto que o outro lado.
- Se tiver um bloco de massa m/4, ele fica mais alto ainda.

Essas são algumas coisas que eu fiquei em duvida.
Há varias outras, mas para não complicar, por enquanto deixo essas.
Se alguem tiver alguma ideia, pode postar aqui.

Obs: Não gostaria de usar DLLs.

Até mais!

Caro Pedro. Enquanto vc escrevia isso estava a pensar em rampas q tb são complicadas. Eu amo fazer engines pois é um bom treino para a mente. E todas elas tem algum estudo por trás. Realmente aki no fórum não há eficiencia em fisica: há poucas engines e tutoriais. Para vc recomendo estudar a fisica da escola. E passá-la para o gm. Observar é importante: faça experimentos simples. No primeiro caso o poste pode ou não cair dependendo da massa e da velocidade, dê uma pesquisada em quantidade de movimento. O do bloco na beirada depende do centro de gravidade( acredite se quiser mas descobri isso hoje) q pode ser por exemplo a origem das sprites. E o da gangorra depende do momento(é esse o nome). Bom é isso! Não desista! Conhecimento(de coisas certas!) nunca te fará mal. Qualquer ajuda pode me pedir vamos aprender juntos.

Nossa, o assunto de física é muito complexo mesmo, como essa nova geração do fórum é bem nova, acho que ainda não chegaram no ensino médio, terão um certo problema quanto a física! eu também ainda não cheguei no ensino médio, estou na 8° série e não tenho nossão de qualquer coisa na física!

O segundo caso é o mais "facil". Primeiramente você precisa de um sistema de colisão per-pixel, ou seja, um sistema de colisão que possa suportar mudanças no angulo dos objetos.
Quanto a questão do momento, a aplicação da fórmula é relativametne simples. Cada bloco precisa de uma variavel M e você precisa de um objeto no ponto de apoio, vou chama-lo de P.
A fórmula é a seguinte:

O valor de para aonde o corpo estará rotacionando é: Somatórias dos momentos, onde Momento é igual a FORÇA (peso do bloco, ou seja, variavel M * gravidade) * distância do eixo de rotação.
Isso em GML é algo parecido com isso. Se a somatória dos momentos for maior que 0 - o objeto rotaciona no sentido anti-horário. Se a somatória for menor que 0 - o objeto rotaciona no sentido horário. Se a somatória for 0 o corpo está em equilibrio.

Código:



somatoria = 0;

foreach(corpo)
{
momento = (corpo.massa* gravidade) * point_distance(corpo.x,corpo.y, ponto.x,ponto.y)
somatoria += momento;
}
if(somatoria = 0)
rotacao = 0;

if(somatoria<0)
rotacao = somatoria

if(somatoria >0)
rotacao = -somatoria

image_angle = rotacao;


É CLARO que não está perfeito e a rotação não é suave e NEM está proporcional a uma tela... Mas essa é basicamente a lógica.
Para transformar em algo mais suave você pode fazer o image_angle ir incrementando ou decrementando até chegar numa rotação e se quiser deixar mais real pode aumentar o incremento de acordo com a grandeza da rotação.


Flws

Eu estudei sobre isso. Estudei momento, estudei a parte da somatória, mas não soube como aplicar. Vou fazer alguns testes aqui. Pelo que percebi, para o objeto não rotacionar teria que ser muita sorte. Tem que fazer uma ' margem de desvio' para ficar melhor.
Quando eu conseguir algo, coloco aqui.

Valeu gente!

Ótimo tópico, tenho varias duvidas sobre física também. depois vou postar algumas aqui, quem sabe um expert em física não possa me ajudar hehehe

Não sei se isso vai ajudar mas vou matar a curiosidade de alguns nesse topico.
A Colisão nos games ocorre (até onde eu sei) de 2 maneiras:
Matematica
Por pixel ou particula


É muito simples explicar isso. Veja bem:

Matematica
O sistema calcula aonde está certo objeto e indentifica se ele está na mesma posição que outro.
Por píxel
Quando um pixel encosta no outro o sistema indentifica colisão. Isso também vale no caso da particula.

Claro que isso é modo de falar, porque existe muito mais que isso.
A física é tão importante nos games que existem engines (Engines são ferramentas de motor para criação de jogos, e não um softaware qualquer que resolve algum problema) Físicas e Gráficas.
Engines físicas como:
PhysX da Nvidia
Havok Complete

E as engines gráficas como:
Ogre 3D
Cristal

Vale a pena lembrar que existem calculos para tal combinações.
Sugiro que veja este artigo(Ta em C):
http://www.vsoftgames.com/site/files/tecnicas_deteccao_colisao_para_jogos.pdf
Explica bem as técnicas de colisão que é a parte incial.
Acho que física tem tudo a ver com colisão, ja que para um objeto se mover é necessário outro que faça-o agir. Assim como a gravidade, colisão, repuxo e etc. Tudo para se mover precisa de algo para interagir.
Acho que isso deve ajudar um pouco, mas não responde sua duvida!

O que eu pensei foi:

- Se uma bola acerta um poste (na verdade pensei naqueles jogos que o canhão acerta a torre que tomba), calcula-se a distância da colisão até o meio do poste, se for grande o impacto será maior, mas se for pouco, o impacto será menor.

Ainda não tive tempo para fazer testes grandes, mas assim que fizer posto aqui.

Enquanto isso, vocês podem falar sobre outras duvidas.

O objetivo do tópico é falar sobre questões de fisica, não só as minhas.

Até mais!

O problema com física real é que algumas fórmulas contam com aproximações. Tentei fazer um pêndulo uma vez, foi um desastre, parecia o cruzamento de um chiclete com um ataque epiléptico. As fórmulas estavam certas, eu colocava a direção e intensidade da gravity como a força resultante entre a tensão na corda e a gravidade, mas como a física real é apenas aproximada, o trem lascou todo.
Depois, vi um tutorial de um "flail" (não sei o nome em português) que não só fazia tudo o que eu tentava fazer com um pêndulo, como extrapolava: permitia amplitudes maiores do movimento, pra giros acima da horizontal, o objeto saía da trajetória circular e caía, e, se bem me lembro até quicava. Aí, perguntei pro cara que criou a engine quais leis da física ele tinha usado. A resposta me deixou pasmo: nenhuma. Ele focou no resultado que ele queria e usou só matemática.

Existe uma DLL chamada gmphysics. Nunca usei, porque como você, eu gosto de saber o que o programa está fazendo (e DLLs, pra mim, são caixas pretas).

Quanto à bola e o poste, acho que o problema todo está em determinar o ponto em que a bola acerta o poste. Num sistema ortogonal, isso é fácil, basta saber a direção da bola e comparar o centro da bola com o centro de massa do poste (se a direção for em x, compare com a posição em y, e vice-versa). Havendo gravidade, o ponto de apoio ou ponto de giração também fica mais tranquilo de determinar. Agora, com movimentos não-ortogonais, a coisa complica um pouco, mas ainda podemos usar geometria pra achar o ponto. Agora, figuras irregulares seriam um grande problema. Até um poste trapezoidal já complica bastante, as coisas.

Outra coisa que devemos estimar e usar de muito teste e bom-senso é a dissipação de energia. Uma bola rolando no plano nunca vai parar se não houver dissipação de energia (atrito, por exemplo). Isso tem que ser colocado manualmente.

Acho que o grande problema é a parte da colisão! Saber o ponto certo onde colidiu, para poder aplicar a força no determinado ponto... Se tiver uma sistema de colisão bom ajudaria muito no desenvolvimento da engine.

...

saim, eu já tentei também fazer um pêndulo.
O problema é fazer tudo agir certinho, assim como a gravidade (que ficou bem estranha).
Se você conseguiu fazer o pêndulo depois, pode passar o exemplo?
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Quanto ao que é flail:

Spoiler:

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Acho que a colisão pode ser complicada. Porém, eu estou tendo maior dificuldade em achar as fórmulas adequadas para os movimentos.
Estou vendo algumas fórmulas para usar depois.
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Acho que quando soubermos ao certo como fazer o sistema bola-poste, resolveremos muitas duvidas.

Até mais!

Olá Pedro Henrique! Eu tentei fazer uma simulação aqui em casa do primeiro exemplo(da bola no poste e em geral com outros objetos.)
E preparei essa engine : Teste da Bola
Ela tem alguns bugs mas por ela dá para entender alguns conceitos.
Eu percebi que todos esses exemplos que vc falou estão interligados. Agora eu vou tentar simular a a gangorra.
Acho que para ela vai ser o ponto chave para resolver o problema do bloco na beirada.E assim nós vamos de pouco em pouco conseguindo resolver os problemas. Nesse momento juntamos tudo e criamos uma engine de fisica final.
Por enquanto é só isso .Até mais!

Eu pesquisei um pouco e cheguei numa conclusão.
Se fosse fosse fazer um pendulo seria muito fácil na maioria das engines 3D principalmente.
Bastaria fazer uma animação do pendulo e colocar na ferramenta.
Isso induz, que não é necessário fazer "calculos" avançados para fazer física.
E se você fizer um prototipo de animação ja poderá ajudar bastante.
Tente fazer isso e coloque no seu jogo.
Ex:
Você coloca a animação do pendulo, e se o usuário apertar 'A' ela é ativada.
Quanto mais ele segurar 'A' mais força é induzida com maior velocidade (os frames aumentam e a continuação da força é maior).
Obg, espero ter ajudado!

guilhermemig17 escreveu:Bastaria fazer uma animação do pendulo e colocar na ferramenta.

Não. Se você coloca mais energia num pêndulo, a amplitudo do movimento aumenta, o que não pode ser conseguido simplesmente aumentando a velocidade da animação.

guilhermemig17 escreveu:Isso induz, que não é necessário fazer "calculos" avançados para fazer física.

Acho que o truque é por aí mesmo: conseguir uma simulação aceitável, não seguir as teorias acadêmicas. A grande questão é: quando usar um acochambramento e quando usar os livros de física? E, principalmente, quando for acochambrar, como fazer bem feito?
Afinal de contas, a própria gravity que todo mundo conhece e usa é uma simulação da física. E, normalmente, é acochambrada (a velocidade terminal é independente da massa e da área de contato da superfície, a velocidade horizontal não diminui com o atrito e - pasme - pode até se inverter em pleno salto só apertando uma tecla!).

saim escreveu:

guilhermemig17 escreveu:Bastaria fazer uma animação do pendulo e colocar na ferramenta.

Não. Se você coloca mais energia num pêndulo, a amplitudo do movimento aumenta, o que não pode ser conseguido simplesmente aumentando a velocidade da animação.

guilhermemig17 escreveu:Isso induz, que não é necessário fazer "calculos" avançados para fazer física.

Acho que o truque é por aí mesmo: conseguir uma simulação aceitável, não seguir as teorias acadêmicas. A grande questão é: quando usar um acochambramento e quando usar os livros de física? E, principalmente, quando for acochambrar, como fazer bem feito?
Afinal de contas, a própria gravity que todo mundo conhece e usa é uma simulação da física. E, normalmente, é acochambrada (a velocidade terminal é independente da massa e da área de contato da superfície, a velocidade horizontal não diminui com o atrito e - pasme - pode até se inverter em pleno salto só apertando uma tecla!).

Quando eu fiz aqui no blender um experimento de aumentar os frames por segundo o pendulo foi muito mais rápido, e como eu aumentei o tempo da animação , ficou bem real.
Obg^^

O que eu quis dizer é que simplesmente aumentar a velocidade não é suficiente. Pra pequenas variações, talvez, mas suponha que a energia do sistema aumente MUITO. O pêndulo ficar indo e voltando rapidão vai passar a impressão de que ele está batendo em alguma parede invisível pra poder voltar, o que não seria nossa intenção. Ele teria que balançar num ângulo maior.
E a animação pode ser um problema também porque eu queria fazer o personagem balançar, não apenas um pêndulo. Tipo o homem-aranha na teia ou um worm na corda-ninja. Uma animação restringiria demais minhas opções.
Veja esse exemplo (não é meu, infelizmente). Ele é o que mais se aproxima do que eu quero dizer.

saim escreveu:O que eu quis dizer é que simplesmente aumentar a velocidade não é suficiente. Pra pequenas variações, talvez, mas suponha que a energia do sistema aumente MUITO. O pêndulo ficar indo e voltando rapidão vai passar a impressão de que ele está batendo em alguma parede invisível pra poder voltar, o que não seria nossa intenção. Ele teria que balançar num ângulo maior.
E a animação pode ser um problema também porque eu queria fazer o personagem balançar, não apenas um pêndulo. Tipo o homem-aranha na teia ou um worm na corda-ninja. Uma animação restringiria demais minhas opções.
Veja esse exemplo (não é meu, infelizmente). Ele é o que mais se aproxima do que eu quero dizer.

Isso é verdade, mas quando eu postei falando sobre o assunto também falei outras coisas fora aumentar velocidade.
Até mais porque, se fosse com maior velocidade o tempo de duração iria ficar menor, e quando se trata de um pendulo quanto mais forte a gente joga ele, mais duração ele terá correto?
Eu ouvi falar que você é físico, é verdade saim?

Não, não sou físico. Não sei de onde tiraram essa idéia. Sou engenheiro civil, então conheço um pouco de física. Mas nada tão avançado quanto quântica, por exemplo.
Aumentar a energia de um pêndulo deveria, teoricamente, manter a frequência inalterada, só a amplitude do movimento é que muda. Por isso os pêndulos eram usados nos relógios antigos, bastava dar um empurrãozinho e a pilha estava recarregada. Claro que isso é válido dentro dos ângulos em que sen(@)~@, então é uma regra restrita demais pra ser usada.
Até tive umas aulas de quântica na faculdade, mas passei raspando.
Tive umas aulas de mecânica fundamental que deveriam ser úteis pra resolver o problema do pêndulo usando equações diferenciais, calculando a tensão na corda sem o uso de aproximações, etc., mas essa é outra matéria que passei raspando...

Consegui fazer um exemplo de gangorra/balança.
Está aqui nesse link:
http://www.herosh.com/download/9076617/Fisica.zip.html

No básico, é só deixar rolar.
Quando você ver que o lado direito está descendo mais, aumente a massa do primeiro bloco; quando você ver que o primeiro bloco está descendo mais, diminua a sua massa.

Caso desejar colocar em outro lugar as peças, para conferir que quanto mais para o meio ela estiver, menos força ela exercerá, é só clicar com um dos botões do mouse (um serve para um bloco e o outro para o outro bloco).

Os controles são:

Botão esquerdo do mouse: O bloco 1 fica na posição do mouse.
Botão direito do mouse: O bloco 2 fica na posição do mouse.
O mouse serve para ajustar os blocos na posição que desejar.

Tecla Cima: Aumenta a massa do bloco 1.
Tecla Baixo: Diminui a massa do bloco 1.

Por padrão, o bloco da direita tem mais massa, mas pode-se alterar no Create.

Espero que comentem, usufruam, aprendam e façam bom proveito.
Não se esqueçam de tentar ajudar nesse tópico.
Não o deixem morrer.

Até mais!