基于APE物理引擎的管线容积率计算方法

容积率一般应用在房地产开发中,是指用地范围内地上总建筑面积与项目总用地面积的比值，这个参数是衡量建设用地使用强度的一项非常重要的指标。在其他行业，容积率的计算也非常重要，如产品利用率、管道使用率等等。那么在监控系统中，如何能够生动形象的表达容积率的计算，是的监控系统具有准确性、安全性的同时，还具备了多样性，良好交互性等等。 最近的游戏产业发展也非常迅速，在手持终端3D的游戏也越来越多，那么如果我们将游戏引擎融入到监控系统中，会实现什么样的效果呢，本文重点介绍使用APE物理引擎结合TWaver 2D产品实现管线的容积率计算。 先来看下效果：

物理引擎很多,我们使用比较容易入手的APE引擎,首先要对APE物理引擎有所了解，可以下载经典的APEdemo进行研究,下载链接:APE物理引擎Demo(提取密码:eyjm)。简单的介绍下APE:

AbstractCollection  所有群组的抽象类

AbstractConstraint  所有物理相互作用的的抽象类

AbstractItem  所有相互作用(碰撞)、粒子的基类

AbstractParticle  关于粒子的基类

APEngine  主引擎、力的类

CircleParticle  圆形粒子

RectangleParticle  矩形粒子

Composite  可以包含粒子和碰撞的复合物类

Group  一个组的类，可以包含粒子、碰撞、复合物

SpringConstraint  两个粒子之间类似弹性碰撞的类(弹簧)

Vector  力

WheelParticle  一个粒子，模拟轮子行为

接下来开始结合TWaver 2D产品：

1.创建一个具有物理参数的网元CircleParticle：类CircleParticle继承于AbstractParticle,AbstractParticle继承于TWaver的Node网元；

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.另外创建一个视图类CircleParticleUI类,继承NodeUI,用于绘制网元。

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

public class CircleParticleUI extends AbstractParticeUI{

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

这样物理引擎下的网元就创建成功了，接下来就可以按照TWaver的方式创建加载网元了。

//初始化场景，加载网元到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();
    }

//更新容积率以及告警显示规则
public void updateWorld() {
    APEngine.step();
    alarm.setName(Count+"个管道"+"/剩余面积："+remainS/totalS*100+"%");
    if(remainS/totalS*100 <15){
        AlarmState alarmState = alarm.getAlarmState();
        alarmState.increaseNewAlarm(AlarmSeverity.MINOR, 1);
        alarm.putClientProperty("alarm", "alarm");
        flag = false;
    }
    }

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

//最后设置场景更新规则
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) {
        }
    }
}

这样一个监控容积率计算的平台就完成了，当然建立在各种物理引擎之上可以完成更加丰富的表达方式，如果您有这方面的需求和想法，欢迎和我们进行探讨！