基於APE物理引擎的管線容積率計算方法

容積率一般應用在房地產開發中,是指用地範圍內地上總建築面積與項目總用地面積的比值，這個參數是衡量建設用地使用強度的一項非常重要的指標。在其他行業，容積率的計算也非常重要，如產品利用率、管道使用率等等。那麼在監控系統中，如何能夠生動形象的表達容積率的計算，是的監控系統具有準確性、安全性的同時，還具備了多樣性，良好交互性等等。 最近的遊戲產業發展也非常迅速，在手持終端3D的遊戲也越來越多，那麼如果我們將遊戲引擎融入到監控系統中，會實現什麼樣的效果呢，本文重點介紹使用APE物理引擎結合TWaver 2D產品實現管線的容積率計算。 先來看下效果：

物理引擎很多,我們使用比較容易入手的APE引擎,首先要對APE物理引擎有所瞭解，可以下載經典的APEdemo進行研究,下載鏈接:APE物理引擎Demo(提取密碼:eyjm)。簡單的介紹下APE:

AbstractCollection  所有羣組的抽象類

AbstractConstraint  所有物理相互作用的的抽象類

AbstractItem  所有相互作用(碰撞)、粒子的基類

AbstractParticle  關於粒子的基類

APEngine  主引擎、力的類

CircleParticle  圓形粒子

RectangleParticle  矩形粒子

Composite  可以包含粒子和碰撞的複合物類

Group  一個組的類，可以包含粒子、碰撞、複合物

SpringConstraint  兩個粒子之間類似彈性碰撞的類(彈簧)

Vector  力

WheelParticle  一個粒子，模擬輪子行爲

接下來開始結合TWaver 2D產品：

1.創建一個具有物理參數的網元CircleParticle：類CircleParticle繼承於AbstractParticle,AbstractParticle繼承於TWaver的Node網元；

import java.awt.geom.*;
import twaver.TWaverConst;
	public class CircleParticle extends AbstractParticle {
		private double _radius;

		@Override
		public String getUIClassID() {
			return CircleParticleUI.class.getName();
		}
		
		public CircleParticle (
				double x, 
				double y, 
				double radius, 
				boolean fixed,
				double mass, 
				double elasticity,
				double friction) {
			super(x, y, fixed, mass, elasticity, friction);
			_radius = radius;

			if((Double.valueOf(x) != null) && (Double.valueOf(y) != null)){
				this.setLocation(x, y);
			}
			
			this.putCustomDraw(true);
			this.putCustomDrawShapeFactory(TWaverConst.SHAPE_CIRCLE);
		}

		@Override
		public int getWidth() {
			// TODO Auto-generated method stub
			if(Double.valueOf(_radius) != null){
				return (int) _radius*2;
			}
			return super.getWidth();
		}
		
		@Override
		public int getHeight() {
			// TODO Auto-generated method stub
			if(Double.valueOf(_radius) != null){
				return (int) _radius*2;
			}
			return super.getHeight();
		}
		
		public double getRadius() {
			return _radius;
		}		
		
		public void setRadius(double r) {
			_radius = r;
		}
		
		public void paint() {	
			if(curr.y > 500) return;
			if(Math.pow(curr.x+_radius-330,2) + Math.pow(curr.y+_radius-240, 2) > 150*150){
				return;
			}
			this.setLocation((int)(curr.x - getRadius()), (int)(curr.y - getRadius()));
		}
	
		public Interval getProjection(Vector axis) {
			double c = curr.dot(axis);
			interval.min = c - _radius;
			interval.max = c + _radius;
			return interval;
		}
		
		public Interval getIntervalX() {
			interval.min = curr.x - _radius;
			interval.max = curr.x + _radius;
			return interval;
		}
				
		public Interval getIntervalY() {
			interval.min = curr.y - _radius;
			interval.max = curr.y + _radius;
			return interval;
		}
	}

2.另外創建一個視圖類CircleParticleUI類,繼承NodeUI,用於繪製網元。

import twaver.Node;
import twaver.network.TNetwork;

public class CircleParticleUI extends AbstractParticeUI{

	public CircleParticleUI(TNetwork network, Node node) {
		super(network, node);
	}
}

這樣物理引擎下的網元就創建成功了，接下來就可以按照TWaver的方式創建加載網元了。

//初始化場景，加載網元到box和物理引擎中
private void initWorld(){
APEngine.init((double) 1 / 5);
		APEngine.setCollisionResponseMode(APEngine.STANDARD);
		APEngine.addMasslessForce(new Vector(0, 10));

		SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
			public void run() {
				int Count = 500;
				for (int i = 0; i < Count; i++) {
					float centerX = 330;
					float centerY = 240;
					float radius = 150;
					float x = (float) (centerX + radius
							* Math.cos(Math.PI * 2 / Count * i));
					float y = (float) (centerY + radius
							* Math.sin(Math.PI * 2 / Count * i));

					CircleParticle circle = new CircleParticle(x, y, 1, true, 1, 0, 1);
					APEngine.addParticle(circle);
					box.addElement(circle);
					i++;
				}
				
			}
		});
		
		paintQueue = APEngine.getAll();
	}

//更新容積率以及告警顯示規則
public void updateWorld() {
    APEngine.step();
    alarm.setName(Count+"個管道"+"/剩餘面積："+remainS/totalS*100+"%");
	if(remainS/totalS*100 <15){
	    AlarmState alarmState = alarm.getAlarmState();
	    alarmState.increaseNewAlarm(AlarmSeverity.MINOR, 1);
	    alarm.putClientProperty("alarm", "alarm");
	    flag = false;
	}
    }

//繪製網元
    public void paintWorld() {
	for (int i = 0; i < paintQueue.size(); i++) {
	    if (paintQueue.get(i) instanceof CircleParticle) {
	        ((CircleParticle) paintQueue.get(i)).paint();	
            }
	}
    }

//最後設置場景更新規則
private void game() {
    usedTime = 1000;
    t = 0;
    initWorld();
    while (flag) {
	t++;
	long startTime = System.currentTimeMillis();
	updateWorld();
	paintWorld();
	usedTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
	try {
	    Thread.sleep(30);
	} catch (InterruptedException e) {
        }
    }
}

這樣一個監控容積率計算的小平臺就完成了，當然建立在各種物理引擎之上可以完成更加豐富的表達方式，如果您有這方面的需求和想法，歡迎和我們進行探討！