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2023.10.21 [Godot] Bezier Spline Curve 베지어 스플라인 곡선
2023.10.18 [Godot] 2D Splash Dynamic Wave 자연스러운 물결 파동 2. 구현
2023.09.04 [Pygame] Bezier Curve 파이게임 베지어 곡선

[Godot] Bezier Spline Curve 베지어 스플라인 곡선

Godot 2023. 10. 21. 20:09 |

베지어 스플라인 곡선을 그려보자.

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using Godot;
 
public partial class test : Node2D
{    
    private Curve2D pos;
    
    private Vector2 position0;
    private Vector2 position1;
    private Vector2 position2;
    private Vector2 position3;
    private Vector2 position4;
 
    private Vector2 control0;
    private Vector2 control1;
 
    public override void _Ready()
    {
        pos = new Curve2D();
 
        position0 = new Vector2(200, 200);
        position1 = new Vector2(400, 400);
        position2 = new Vector2(600, 200);
        position3 = new Vector2(800, 400);
        position4 = new Vector2(1000, 200);
 
        control0 = new Vector2(-100, 0);
        control1 = new Vector2(100, 0);
 
        BezierSpline(position0, position1, position2, position3,
            position4, control0, control1);
    }
 
    public override void _Draw()
    {
        //DrawPolyline(pos.GetBakedPoints(), Colors.Red, 5);
        DrawPolyline(pos.Tessellate(), Colors.Red, 5);
    }
 
    private void BezierSpline(Vector2 p0, Vector2 p1, Vector2 p2,
        Vector2 p3, Vector2 p4, Vector2 c0, Vector2 c1)
    {
        pos.AddPoint(p0, c0, c1);
        pos.AddPoint(p1, c0, c1);
        pos.AddPoint(p2, c0, c1);
        pos.AddPoint(p3, c0, c1);
        pos.AddPoint(p4, c0, c1);
    }
}

 

위와 같이 코드를 작성하고 실행한다.

_Draw()는 처음 한 번만 호출된다. 스플라인이 변경되거나 _Draw()를 다시 호출할 필요가 있다면 QueueRedraw()를 사용한다.

※ 참고

Custom drawing in 2D

Beziers, curves, and paths

About Spline Interpolation

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[Godot] Background Scroll 배경 스크롤 (0)	2023.10.09

Posted by J-sean

[Godot] 2D Splash Dynamic Wave 자연스러운 물결 파동 2. 구현

Godot 2023. 10. 18. 22:01 |

2023.10.14 - [Godot] - [Godot] 2D Splash Dynamic Wave 자연스러운 물결 파동 1. 준비

위 링크를 참고해 준비가 끝난 씬에 Polygon2D를 이용해 물 모양을 추가해 보자.

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using Godot;
using System.Collections.Generic;
 
public partial class WaterBody : Node2D
{
    public float k;
    public float d;
    public float spread;
    public int passes;
    public List<spring> springs;
    public int spring_number;
    public int distance_between_springs;
    public int depth;
    public int target_height;
    public int bottom;
    public PackedScene scene;
    public Polygon2D water_polygon;
 
    public override void _Ready()
    {
        k = 0.015f;
        d = 0.05f;
        spread = 0.0002f;
        passes = 8;
        depth = 1000;
        // 물의 깊이
        bottom = (int)GlobalPosition.Y + depth;
        // 물의 바닥 위치
        water_polygon = GetNode<Polygon2D>("Polygon2D");
        // Polygon2D 노드를 가져온다.
 
        springs = new List<spring>();
        spring_number = 10;
        distance_between_springs = 100;
        scene = ResourceLoader.Load<PackedScene>("res://spring.tscn");
        for (int i = 0; i < spring_number; i++)
        {            
            Node2D s = scene.Instantiate<Node2D>();            
            AddChild(s);            
            springs.Add(s as spring);
 
            int x_position = distance_between_springs * i + 100;
            (s as spring).Initialize(x_position);
        }
    }
 
    public override void _PhysicsProcess(double delta)
    {
        if (Input.IsActionJustPressed("ui_accept"))
            splash(5, 20);
 
        foreach (spring item in springs)
        {
            item.water_update(k, d);
        }
 
        List<float> left_deltas = new List<float>();
        List<float> right_deltas = new List<float>();
 
        for(int i = 0; i < springs.Count; i++)
        {
            left_deltas.Add(0.0f);
            right_deltas.Add(0.0f);
        }
 
        for (int p = 0; p < passes; p++)
        {
            for (int i = 0; i < springs.Count; i++)
            {
                if (i > 0)
                {
                    left_deltas[i] = spread * (springs[i].height - springs[i-1].height);
                    springs[i-1].velocity += left_deltas[i];
                }
                if (i < springs.Count - 1)
                {
                    right_deltas[i] = spread * (springs[i].height - springs[i+1].height);
                    springs[i+1].velocity += right_deltas[i];
                }
            }
        }
 
        draw_waterbody();
        // 물 그리는 함수 호출.
    }
 
    public void splash(int index, float speed)
    {
        if(index >= 0 && index < springs.Count)
        {
            springs[index].velocity += speed;
        }
    }
 
    public void draw_waterbody()
    {
        List<Vector2> surface_points = new List<Vector2>();
        foreach (spring item in springs)
        {
            surface_points.Add(item.Position);
        }
        // 모든 스프링의 위치를 리스트에 추가한다.
 
        int first_index = 0;
        int last_index = surface_points.Count - 1;
 
        surface_points.Add(new Vector2(surface_points[last_index].X, bottom));
        surface_points.Add(new Vector2(surface_points[first_index].X, bottom));
        // 폴리곤을 사각형으로 만들기 위해 리스트 마지막에 사각형 밑변을 구성할 포인트를
        // 두 개 추가한다.
 
        water_polygon.Polygon = surface_points.ToArray();
        // 폴리곤을 구성하는 포인트 배열을 지정한다.
    }
}

 

WaterBody.cs 파일은 위와 같이 수정한다.

게임을 실행하고 엔터키를 누르면 폴리곤이 그려지고 스프링과 함께 물결처럼 운동한다.

좀 더 부드러운 물결을 만들어 보자.

WaterBody 씬에서 Polygon2D - Inspector - Visibility - Show Behind Parent 옵션을 체크한다.

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using Godot;
using System.Collections.Generic;
 
public partial class WaterBody : Node2D
{
    public float k;
    public float d;
    public float spread;
    public int passes;
    public List<spring> springs;
    public int spring_number;
    public int distance_between_springs;
    public int depth;
    public int target_height;
    public int bottom;
    public PackedScene scene;
    public Polygon2D water_polygon;
    public Curve2D wave_position;
    // 부드러운 물결 곡선의 포인트를 저장할 Curve2D 변수
 
    public override void _Ready()
    {
        k = 0.015f;
        d = 0.05f;
        spread = 0.0002f;
        passes = 8;
        depth = 1000;
        bottom = (int)GlobalPosition.Y + depth;
        water_polygon = GetNode<Polygon2D>("Polygon2D");
 
        springs= new List<spring>();
        spring_number = 10;
        distance_between_springs = 100;
        scene = ResourceLoader.Load<PackedScene>("res://spring.tscn");
        for (int i = 0; i < spring_number; i++)
        {            
            Node2D s = scene.Instantiate<Node2D>();            
            AddChild(s);            
            springs.Add(s as spring);
 
            int x_position = distance_between_springs * i + 100;
            (s as spring).Initialize(x_position);
        }
 
        wave_position = new Curve2D();
        // 물결 곡선 Curve2D 초기화
    }
 
    public override void _PhysicsProcess(double delta)
    {
        if (Input.IsActionJustPressed("ui_accept"))
            splash(5, 20);
 
        foreach (spring item in springs)
        {
            item.water_update(k, d);
        }
 
        List<float> left_deltas = new List<float>();
        List<float> right_deltas = new List<float>();
 
        for(int i = 0; i < springs.Count; i++)
        {
            left_deltas.Add(0.0f);
            right_deltas.Add(0.0f);
        }
 
        for (int p = 0; p < passes; p++)
        {
            for (int i = 0; i < springs.Count; i++)
            {
                if (i > 0)
                {
                    left_deltas[i] = spread * (springs[i].height - springs[i-1].height);
                    springs[i-1].velocity += left_deltas[i];
                }
                if (i < springs.Count - 1)
                {
                    right_deltas[i] = spread * (springs[i].height - springs[i+1].height);
                    springs[i+1].velocity += right_deltas[i];
                }
            }
        }
 
        draw_waterbody();
        draw_wave();
        // 부드러운 물결 그리기 함수 호출.
    }
 
    public void splash(int index, float speed)
    {
        if(index >= 0 && index < springs.Count)
        {
            springs[index].velocity += speed;
        }
    }
 
    public void draw_waterbody()
    {
        List<Vector2> surface_points = new List<Vector2>();
        foreach (spring item in springs)
        {
            surface_points.Add(item.Position);
        }
 
        int first_index = 0;
        int last_index = surface_points.Count - 1;
 
        surface_points.Add(new Vector2(surface_points[last_index].X, bottom));
        surface_points.Add(new Vector2(surface_points[first_index].X, bottom));
        
        water_polygon.Polygon = surface_points.ToArray();
    }
 
    public override void _Draw()
    {
        DrawPolyline(wave_position.Tessellate(), Colors.Blue, 5);
        // 물결 곡선을 그린다.
    }
 
    public void draw_wave()
    {
        wave_position.ClearPoints();
        // 매번 곡선의 포인트를 초기화 한다.
 
        Vector2 control0 = new Vector2(-50, 0);
        Vector2 control1 = new Vector2(50, 0);
        // 수평 컨트롤
 
        foreach (spring item in springs)
        {
            wave_position.AddPoint(item.Position, control0, control1);
            // 스프링 위치와 컨트롤을 곡선 포인트로 추가한다.
        }
 
        QueueRedraw();
        // _Draw() 호출
    }
}

 

WaterBody.cs 는 위와같이 변경한다.

spring 씬에서 Sprite2D - Inspector - Visibility - Visible 옵션을 해제한다.

폴리곤을 부드럽게 바꿔보자.

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using Godot;
using System.Collections.Generic;
 
public partial class WaterBody : Node2D
{
    public float k;
    public float d;
    public float spread;
    public int passes;
    public List<spring> springs;
    public int spring_number;
    public int distance_between_springs;
    public int depth;
    public int target_height;
    public int bottom;
    public PackedScene scene;
    public Polygon2D water_polygon;
    public Curve2D wave_position;
 
    public override void _Ready()
    {
        k = 0.015f;
        d = 0.05f;
        spread = 0.0002f;
        passes = 8;
        depth = 1000;
        bottom = (int)GlobalPosition.Y + depth;
        water_polygon = GetNode<Polygon2D>("Polygon2D");
 
        springs= new List<spring>();
        spring_number = 10;
        distance_between_springs = 100;
        scene = ResourceLoader.Load<PackedScene>("res://spring.tscn");
        for (int i = 0; i < spring_number; i++)
        {            
            Node2D s = scene.Instantiate<Node2D>();            
            AddChild(s);            
            springs.Add(s as spring);
 
            int x_position = distance_between_springs * i + 100;
            (s as spring).Initialize(x_position);
        }
 
        wave_position = new Curve2D();
    }
 
    public override void _PhysicsProcess(double delta)
    {
        if (Input.IsActionJustPressed("ui_accept"))
            splash(5, 20);
 
        foreach (spring item in springs)
        {
            item.water_update(k, d);
        }
 
        List<float> left_deltas = new List<float>();
        List<float> right_deltas = new List<float>();
 
        for(int i = 0; i < springs.Count; i++)
        {
            left_deltas.Add(0.0f);
            right_deltas.Add(0.0f);
        }
 
        for (int p = 0; p < passes; p++)
        {
            for (int i = 0; i < springs.Count; i++)
            {
                if (i > 0)
                {
                    left_deltas[i] = spread * (springs[i].height - springs[i-1].height);
                    springs[i-1].velocity += left_deltas[i];
                }
                if (i < springs.Count - 1)
                {
                    right_deltas[i] = spread * (springs[i].height - springs[i+1].height);
                    springs[i+1].velocity += right_deltas[i];
                }
            }
        }
 
        draw_wave();
        draw_waterbody();
        // draw_wave()가 먼저 호출되어야 한다.
    }
 
    public void splash(int index, float speed)
    {
        if(index >= 0 && index < springs.Count)
        {
            springs[index].velocity += speed;
        }
    }
 
    public void draw_waterbody()
    {
        List<Vector2> surface_points = new List<Vector2>();
        //foreach (spring item in springs)
        //{
        //    surface_points.Add(item.Position);
        //}
        Vector2[] baked_points = wave_position.GetBakedPoints();
        for (int i = 0; i < baked_points.Length; i++)
        {
            surface_points.Add(baked_points[i]);
        }
        // wave_position으로 만든 곡선의 포인트를 폴리곤 포인트로 사용하기 위해
        // 위와 같이 수정한다.
 
        int first_index = 0;
        int last_index = surface_points.Count - 1;
 
        surface_points.Add(new Vector2(surface_points[last_index].X, bottom));
        surface_points.Add(new Vector2(surface_points[first_index].X, bottom));
        
        water_polygon.Polygon = surface_points.ToArray();
    }
 
    public override void _Draw()
    {
        DrawPolyline(wave_position.Tessellate(), Colors.Blue, 5);
    }
 
    public void draw_wave()
    {
        wave_position.ClearPoints();
 
        Vector2 control0 = new Vector2(-50, 0);
        Vector2 control1 = new Vector2(50, 0);
 
        foreach (spring item in springs)
        {
            wave_position.AddPoint(item.Position, control0, control1);
        }
 
        QueueRedraw();
    }
}

 

WaterBody.cs를 위와같이 변경한다.

2024.02.11 - [Godot] - [Godot] 2D Splash Dynamic Wave 자연스러운 물결 파동 3. 응용

※ 참고

Beziers, curves, and paths

Make a Splash With Dynamic 2D Water Effects

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[Pygame] Bezier Curve 파이게임 베지어 곡선

Python 2023. 9. 4. 12:42 |

베지어 곡선을 계산하고 적용해 보자.

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#import numpy as np
import bezier
import pygame
 
pygame.init()
pygame.display.set_caption("Super fun game development")
screen = pygame.display.set_mode((640, 480))
clock = pygame.time.Clock()
running = True
 
#nodes = np.asfortranarray([
#    [0.0, 640.0*2/4, 640.0*3/4, 640.0],
#    [0.0, 960.0, -960.0, 960.0],
#    ])
#curve = bezier.Curve(nodes, degree=3)
 
#nodes = np.asfortranarray([
#    [0.0, 640.0*2/4, 640.0*3/4, 640.0],
#    [0.0, 960.0, -960.0, 960.0],
#    ])
 
#nodes = np.array([
#    [0.0, 640.0*2/4, 640.0*3/4, 640.0],
#    [0.0, 960.0, -960.0, 960.0],
#    ])
 
nodes = [
    [0.0, 640.0*2/4, 640.0*3/4, 640.0],
    [0.0, 960.0, -960.0, 960.0],
    ]
# 곡선 위 노드 행렬. 행은 차원, 열은 노드의 좌표를 나타낸다.
# (0, 0), (640*2/4, 960), (640*3/4, -960), (640, 960)
 
curve = bezier.Curve.from_nodes(nodes)
# 베지어 곡선을 생성한다. 차수는 node로부터 계산한다.
 
index = 0.0
 
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_ESCAPE:
            running = False
 
    screen.fill("black")
 
    index += 0.005
    if index > 1:
        index = 0.0
 
    coord = curve.evaluate(index)
    # 베지어 곡선 위 index 지점 좌표를 계산한다. index는 1을 넘을 수 있다.
    pygame.draw.circle(screen, "yellow", (coord[0][0], coord[1][0]), 100)
    pygame.display.flip()
 
    clock.tick(60)
 
pygame.quit()

 

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