[Pygame] Box2D 파이게임 물리 라이브러리

Python 2024. 1. 28. 15:53 |
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파이게임과 2D Rigid Body Simulation Library Box2D를 사용해 보자.

 

다음 명령어로 Box2D를 설치한다.

pip install box2d

 

설치중 에러가 발생한다면 SWIG를 설치하고 설치 디렉토리를 시스템 변수 Path에 등록한다.

SWIG

 

SWIG를 설치하면 에러가 발생하지 않는다.

 

추가로 box2d-kengz를 설치한다.

 

player.png
0.00MB

 

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import math
import pygame
from Box2D import *
 
pygame.init()
pygame.display.set_caption("Physics Test")
screen = pygame.display.set_mode((640, 480))
running = True
player = pygame.image.load("player.png").convert()
 
# World 정의
world = b2World(gravity=(0, 9.8), doSleep=True)
 
# Ground 정의
groundBodyDef = b2BodyDef()
groundBodyDef.position = (0, 400)
groundBody = world.CreateBody(groundBodyDef)
groundShape = b2PolygonShape()
groundShape.SetAsBox(500, 0)
groundBody.CreateFixture(shape=groundShape)
#groundBody = world.CreateStaticBody(position=(0, 400), shapes=b2PolygonShape(box=(500, 0)))
# 위 정의와 동일
 
# Wall 정의
wallBodyDef = b2BodyDef()
wallBodyDef.position = (300, 0)
wallBody = world.CreateBody(wallBodyDef)
wallShape = b2PolygonShape()
wallShape.SetAsBox(0, 400)
wallBody.CreateFixture(shape=wallShape)
#wallBody = world.CreateStaticBody(position=(300, 0), shapes=b2PolygonShape(box=(0, 400)))
# 위 정의와 동일
 
# Player 정의
playerBodyDef = b2BodyDef()
playerBodyDef.type = b2_dynamicBody;
playerBodyDef.position = (0, 0)
playerBodyDef.linearVelocity = (50, 0)
playerBodyDef.angularVelocity = 0.2
playerBody = world.CreateBody(playerBodyDef)
playerShape = b2PolygonShape()
playerShape.SetAsBox(player.get_width()/2, player.get_height()/2)
playerFixtureDef = b2FixtureDef(shape=playerShape)
playerFixtureDef.density = 1
playerFixtureDef.friction = 0.5
playerFixtureDef.restitution = 0.7
playerBody.CreateFixture(playerFixtureDef)
#playerBody = world.CreateDynamicBody(position=(0, 0), linearVelocity=(50, 0),
#                                     angularVelocity=0.2)
#playerFixtureDef = playerBody.CreatePolygonFixture(box=(player.get_width()/2,
#                          player.get_height()/2), density=1, friction=0.5, restitution=0.7)
# 위 정의와 동일
 
timeStep = 1.0 / 300
vel_iters, pos_iters = 6, 2
  
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
        elif event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_SPACE:
            playerBody.transform = ((0, 0), 0)
            playerBody.linearVelocity = (50, 0)
            playerBody.angularVelocity = 0.2
        elif event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_ESCAPE:
            running = False
    
    # Instruct the world to perform a single step of simulation. It is
    # generally best to keep the time step and iterations fixed.
    world.Step(timeStep, vel_iters, pos_iters)
    # Clear applied body forces. We didn't apply any forces, but you
    # should know about this function.
    world.ClearForces()
     
    screen.fill("white")
    pygame.draw.rect(screen, "brown", (0, 400, 600, 20)) # Ground 그리기
    pygame.draw.rect(screen, "black", (300, 0, 20, 400)) # Wall 그리기
 
    rotated_player = pygame.transform.rotate(player, playerBody.angle * 180/math.pi)
    # Unless rotating by 90 degree increments, the image will be padded larger to hold
    # the new size. If the image has pixel alphas, the padded area will be transparent.
    # Otherwise pygame will pick a color that matches the Surface colorkey or the topleft
    # pixel value.
    screen.blit(rotated_player, (playerBody.position[0] - rotated_player.get_width()/2,
                                 playerBody.position[1] - rotated_player.get_height()/2))
 
    pygame.display.flip()
    
pygame.quit()
  

 

코드를 입력하고 실행한다.

 

GIF 캡쳐 과정에서 화질이 많이 떨어졌지만 강체들의 물리 반응을 확인할 수 있다.

 

pygame.transform.rotate()

rotate an image
rotate(surface, angle) -> Surface

Unfiltered counterclockwise rotation. The angle argument represents degrees and can be any floating point value. Negative angle amounts will rotate clockwise.
Unless rotating by 90 degree increments, the image will be padded larger to hold the new size. If the image has pixel alphas, the padded area will be transparent. Otherwise pygame will pick a color that matches the Surface colorkey or the topleft pixel value.

 

배경을 바꾸거나 Colorkey를 설정하면 캐릭터 주변 패딩을 없앨 수 있다.

 

아래 링크에서 GUI를 구현해 본다.

2024.01.29 - [Python] - [Pygame] Pygame GUI 파이게임 그래픽 유저 인터페이스

 

※ 참고

PyBox2D

PyBox2D Manual

 

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[SDL] SDL Box2D - 물리 라이브러리

C, C++ 2024. 1. 27. 20:44 |
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SDL과 2D Rigid Body Simulation Library Box2D를 사용해 보자.

 

아래 링크에서 Box2D를 다운로드 받고 빌드한다. (CMake를 설치하고 build.bat를 실행하면 된다)

빌드가 완료되면 비주얼 스튜디오 프로젝트를 만들고 Include, Library 디렉토리를 적당히 설정한다.

Box2D

 

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#include <iostream>
#include "SDL.h"
#include "box2d/box2d.h"
 
int main(int argc, char* argv[]) {
    SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO);
    SDL_Window* window = SDL_CreateWindow("SDL Test", SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED,
        SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED, 640, 480, SDL_WINDOW_RESIZABLE);
    SDL_Renderer* renderer = SDL_CreateRenderer(window, -1, 0);
    SDL_Surface* playerSurface = SDL_LoadBMP("player.bmp");
    SDL_Texture* texture = SDL_CreateTextureFromSurface(renderer, playerSurface);
 
    // World 정의
    b2Vec2 gravity(0.0f, 9.8f);
    b2World world(gravity);
 
    // Player 정의
    b2BodyDef playerBodyDef;
    playerBodyDef.type = b2_dynamicBody;
    playerBodyDef.position.Set(0.0f, 0.0f);
    playerBodyDef.linearVelocity = b2Vec2(50.0f, 0.0f);
    playerBodyDef.angularVelocity = 0.2f;
    b2Body* playerBody = world.CreateBody(&playerBodyDef);
 
    b2PolygonShape dynamicBox;
    dynamicBox.SetAsBox((float)playerSurface->w / 2, (float)playerSurface->h / 2);
 
    b2FixtureDef fixtureDef;
    fixtureDef.shape = &dynamicBox;
    fixtureDef.density = 1.0f;
    fixtureDef.friction = 0.3f;
    fixtureDef.restitution = 0.5f;
 
    playerBody->CreateFixture(&fixtureDef);
 
    // Ground 정의
    b2BodyDef groundBodyDef;
    groundBodyDef.position.Set(0.0f, 400.0f);
    b2Body* groundBody = world.CreateBody(&groundBodyDef);
 
    b2PolygonShape groundBox;
    groundBox.SetAsBox(500.0f, 0.0f);
 
    SDL_Rect groundRect = { 0, 400, 500, 10 };
 
    groundBody->CreateFixture(&groundBox, 0.0f);
 
    // Wall 정의
    b2BodyDef wallBodyDef;
    wallBodyDef.position.Set(300.0f, 0.0f);
    b2Body* wallBody = world.CreateBody(&wallBodyDef);
 
    b2PolygonShape wallBox;
    wallBox.SetAsBox(0.0f, 480.0f);
 
    SDL_Rect wallRect = { 300, 0, 10, 480 };
 
    wallBody->CreateFixture(&wallBox, 0.0f);
 
    float timeStep = 1.0f / 500.0f;
    int velocityIterations = 6;
    int positionIterations = 2;
 
    SDL_Event event;
    bool quit = false;
 
    while (!quit) {
        while (SDL_PollEvent(&event)) {
            switch (event.type) {
            case SDL_QUIT:
                quit = true;
                break;
            case SDL_KEYDOWN:
                printf("Key pressed: %s\n", SDL_GetKeyName(event.key.keysym.sym));
                if (event.key.keysym.sym == SDLK_SPACE) {
                    playerBody->SetTransform(b2Vec2(0.0f, 0.0f), 0.0f);
                    playerBody->SetLinearVelocity(b2Vec2(50.0f, 0.0f));
                    playerBody->SetAngularVelocity(0.2f);
                }
                if (event.key.keysym.sym == SDLK_ESCAPE)
                    quit = true;
                break;
 
            default:
                break;
            }
        }
 
        world.Step(timeStep, velocityIterations, positionIterations);
 
        SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 255, 255, 255, SDL_ALPHA_OPAQUE);
        SDL_RenderClear(renderer);
 
        // Ground 그리기
        SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 220, 140, 20, SDL_ALPHA_OPAQUE);
        SDL_RenderFillRect(renderer, &groundRect);
 
        // Wall 그리기
        SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 64, 64, 64, SDL_ALPHA_OPAQUE);
        SDL_RenderFillRect(renderer, &wallRect);
 
        // Player 그리기        
        b2Vec2 playerPosition = playerBody->GetPosition();
        SDL_Rect destRect = { (int)playerPosition.x - playerSurface->w / 2,
            (int)playerPosition.y - playerSurface->h / 2, playerSurface->w, playerSurface->h };
        SDL_RendererFlip flip = SDL_FLIP_NONE;
        float angle = playerBody->GetAngle() * (180 / (float)M_PI);
 
        //printf("%4.2f %4.2f %4.2f\n", playerPosition.x, playerPosition.y, angle);
 
        SDL_RenderCopyEx(renderer, texture, NULL, &destRect, angle, NULL, flip);
        SDL_RenderPresent(renderer);
    }
 
    SDL_DestroyTexture(texture);
    SDL_FreeSurface(playerSurface);
    SDL_DestroyRenderer(renderer);
    SDL_DestroyWindow(window);
    SDL_Quit();
 
    return 0;
}
  

 

코드를 입력하고 빌드한다.

 

GIF 캡쳐 과정에서 화질이 많이 떨어졌지만 강체들의 물리 반응을 확인할 수 있다.

 

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    // Player 정의
    b2BodyDef playerBodyDef;
    playerBodyDef.type = b2_dynamicBody;
    playerBodyDef.position.Set(0.0f, 0.0f);
    playerBodyDef.linearVelocity = b2Vec2(30.0f, 0.0f);
    playerBodyDef.angularVelocity = 1.0f;
    b2Body* playerBody = world.CreateBody(&playerBodyDef);
 
    //b2PolygonShape dynamicBox;
    //dynamicBox.SetAsBox((float)playerSurface->w / 2, (float)playerSurface->h / 2);
    b2CircleShape dynamicBox;
    dynamicBox.m_radius = (float)playerSurface->w / 2;
 
    b2FixtureDef fixtureDef;
    fixtureDef.shape = &dynamicBox;
    fixtureDef.density = 1.0f;
    fixtureDef.friction = 0.3f;
    fixtureDef.restitution = 0.5f;
 
    playerBody->CreateFixture(&fixtureDef);
  

 

Player 캐릭터의 충돌을 감지하는 Shape을 원으로 바꿔보자.

 

스프라이트는 사각형이지만 Circle Shape의 움직임을 보여준다.

 

※ 참고

Box2D Documentation

 

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[Godot] TileMap Physics Layers Custom Data Layers

Godot 2023. 10. 1. 20:33 |
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타일맵에 Collision Layer, Collision Mask를 설정하고 게임 실행 중 코드에서 Custom Data에 따라 적절히 바꿀 수 있다.

 

타일맵을 준비한다.

 

TileMap - Tile Set- Physics Layers - Collision Layer/Mask를 설정한다.

 

TileMap - Tile Set - Custom Data Layers에 원하는 데이터 이름과 타입을 설정한다.

 

Custom Data를 지정할 타일을 선택하고 Custom Data에 원하는 데이터 값을 설정한다. 위에서 bool 타입을 설정했기 때문에 On(True)이 표시된다. (0은 첫 번째 타일맵 레이어를 뜻한다)

 

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using Godot;
 
public partial class player : Node2D
{
    [Export]
    CharacterBody2D character;
 
    public override void _Ready()
    {
        //character = GetNode<CharacterBody2D>("CharacterBody2D");
    }
 
    public override void _Process(double delta)
    {
        Vector2I mousePosition = GetNode<TileMap>("TileMap").LocalToMap(GetViewport().GetMousePosition());
        // 마우스 커서 위치를 타일맵 좌표로 변환한다.
        int layers = GetNode<TileMap>("TileMap").GetLayersCount();
        // 타일맵 레이어 갯수를 가져온다.
 
        for (int layer = 0; layer < layers; layer++)
        {
            TileData td = GetNode<TileMap>("TileMap").GetCellTileData(layer, mousePosition);
            // 마우스가 위치한 타일의 타일 데이터를 가져온다.
            if (td != null)
            {
                GD.Print($"Layer: {layer}");
                GD.Print($"CustomData: {td.GetCustomData("extraData")}");
                // TileMap - Inspector - Custom Data Layers 에서 추가한 변수를
                // TileSet탭 - Tiles탭 - Select - Custom Data 에서 세팅한 값.
 
                //GetNode<TileMap>("TileMap").TileSet.SetPhysicsLayerCollisionLayer(layer, 8);
                //GetNode<TileMap>("TileMap").TileSet.SetPhysicsLayerCollisionMask(layer, 16);
                // extraData 값을 확인하고 그에 맞게 레이어 값을 바꿀 수 있다.
 
                //int groundLayer = 1;
                //int buildingLayer = 2;
                //character.SetCollisionLayerValue(groundLayer, false);
                //character.SetCollisionMaskValue(buildingLayer, true);
                // 아니면 상화에 따라 캐릭터의 collision layer/mask 값을 바꿀 수 있다.
                // 주의할 점은 SetCollisionXXXValue()의 레이어 값은 1~32이므로 미리 변경하고 싶은
                // 레이어 번호를 변수에 저장하고 사용하자. 0 이 들어가면 안된다.
            }
            else
            {
                GD.Print("NULL");
            }
 
            GD.Print($"Collision Layer:" +
                $"{GetNode<TileMap>("TileMap").TileSet.GetPhysicsLayerCollisionLayer(layer)}");
            GD.Print($"Collision Mask:" +
                $"{GetNode<TileMap>("TileMap").TileSet.GetPhysicsLayerCollisionMask(layer)}");
            // 1번 레이어(마스크) value: 1
            // 2번 레이어(마스크) value: 2
            // 3번 레이어(마스크) value: 4
            // 4번 레이어(마스크) value: 8
            // ... 9번 레이어(마스크) value: 256 ...
        }
    }
}
  

 

 

스크립트를 작성한다.

 

게임을 실행하면 마우스 위치에 따라 정보가 표시된다.

 

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