Box2D: создаём объекты мышкой

В этой статье мы научимся создавать объекты в Box2D, рисуя их мышкой!

Будем создавать прямоугольники и круги.

Идея такая: отслеживаем зажатие и движение мыши, запоминаем нужные координаты и создаём физический объект по завершению рисования.

Для большей крутости оставим возможность перетаскивать объекты мышкой, для этого нам потребуется распознавать что под мышкой в момент нажатия, если под ней нет физического объекта, то создаём новый.

А так же сделаем возможность переключаться между созданием прямоугольников и кругов нажатием клавиш «1» и «2».

В результате получился вот такой пример:

Для создания объекта нужно зажать левую кнопку мыши и потянуть. Для переключения типов объектов: клавиша «1» — создавать прямоугольники, «2» — создавать круги.

Полный код примера
package 
{
	import Box2D.Collision.b2AABB;
	import Box2D.Collision.Shapes.b2CircleShape;
	import Box2D.Collision.Shapes.b2PolygonShape;
	import Box2D.Collision.Shapes.b2Shape;
	import Box2D.Common.Math.b2Vec2;
	import Box2D.Dynamics.Joints.b2RevoluteJoint;
	import Box2D.Dynamics.Joints.b2RevoluteJointDef;
	import Box2D.Dynamics.Joints.b2WeldJointDef;
	import Box2D.Dynamics.b2Body;
	import Box2D.Dynamics.b2BodyDef;
	import Box2D.Dynamics.b2DebugDraw;
	import Box2D.Dynamics.b2Fixture;
	import Box2D.Dynamics.b2FixtureDef;
	import Box2D.Dynamics.b2World;
	import Box2D.Dynamics.Joints.b2MouseJoint;
	import Box2D.Dynamics.Joints.b2MouseJointDef;
	import flash.display.DisplayObjectContainer;
	import flash.display.Graphics;
	import flash.display.Sprite;
	import flash.events.Event;
	import flash.events.KeyboardEvent;
	import flash.events.MouseEvent;
	import flash.geom.Point;
	import flash.ui.Keyboard;
	import net.hires.debug.Stats;

	/**
	 * Для статьи "Box2D: создаём объекты мышкой" cyber-code.ru
	 * @author Monax
	 */
	[Frame(factoryClass="Preloader")]
	public class Main extends Sprite 
	{
		private const PPM: Number = 30; // pixel per meter - множитель для перевода метров в пиксели
		private const MPP: Number = 1 / 30; // meter per pixel - для перевода пикселей в метры
		private const VEL_ITERS: int = 10;
		private const POS_ITERS: int = 10;
		
		private var _statsParent: Sprite;
		private var _debugDrawParent: Sprite;
		
		private var _world: b2World;
		private var _mJoint: b2MouseJoint;
		
		// для создания объектов
		private var _drawParent: Sprite; // холст для отрисовки рисуемых фигур
		private var _creatingObj: Boolean = false; // флаг обозначающий что в данное время происходит создание (рисование) объекта
		private var _isCercle: Boolean = false; // создаём круг? если false, то прямоугольник
		private var _mpStart: Point = new Point(); // начальная точка создания (позиция нажатия мыши)
		private var _mpEnd: Point = new Point(); // конечная точка создания (позиция отжатия мыши)
		
		
		public function Main():void 
		{
			if (stage) init() else addEventListener(Event.ADDED_TO_STAGE, init);
		}
		
		
		//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
		//{ PRIVATE
		
		private function init(e:Event = null):void 
		{
			removeEventListener(Event.ADDED_TO_STAGE, init);
			
			// создаём слой для отрисовки физики
			_debugDrawParent = new Sprite();
			addChild(_debugDrawParent);
			
			// создаём слой для отображения профайлера
			_statsParent = new Sprite();
			addChild(_statsParent);
			var stats: Stats = new Stats();
			_statsParent.addChild(stats);
			
			_drawParent = new Sprite();
			addChild(_drawParent);
			
			// создаём сцену
			createScene();
			
			// организуем слушатели событий
			addEventListener(Event.ENTER_FRAME, onEnterFrameHandler);
			stage.addEventListener(KeyboardEvent.KEY_DOWN, onKeyDownHandler);
			stage.addEventListener(MouseEvent.MOUSE_DOWN, onMouseDown);
			stage.addEventListener(MouseEvent.MOUSE_UP, onMouseUp);
		}
		
		/**
		 * Создание всей сцены
		 */
		private function createScene():void 
		{
			// создание мира
			_world = new b2World(new b2Vec2(0, 9.8), true);
			// инициализация графики
			initDebugDraw(_debugDrawParent);
			// создание стен
			createWalls();
		}
		
		/**
		 * Полное уничтожение всей сцены
		 */
		private function destroyScene():void 
		{
			destroyMouseJoint();
			// чистим отображение
			_debugDrawParent.removeChildren();
			// уничтожаем все тела в мире
      if (_world)
				for (var body: b2Body = _world.GetBodyList(); body; body = body.GetNext()) 
					if (body) _world.DestroyBody(body);
			// обнуляем переменную мира
			_world = null;
		}
		
		/**
		 * Инициализация debug-отрисовки
		 */
		private function initDebugDraw(aDDParent: DisplayObjectContainer):void 
		{
			// создаём специальный фон для дебаг отрисовки
			// это необходимо, чтобы на этапе дебаг отрисовки срабатывали клики мыши например
			var ddFon: Sprite = new Sprite();
			var gr: Graphics = ddFon.graphics;
			gr.lineStyle(0);
			gr.beginFill(0x333333, 1);
			gr.drawRect(-1000, -1000, 2000, 2000);
			aDDParent.addChild(ddFon);
			var ddDummy: Sprite = new Sprite();
			aDDParent.addChild(ddDummy);
			var debugDraw: b2DebugDraw = new b2DebugDraw();
			debugDraw.SetSprite(ddDummy);
			debugDraw.SetDrawScale(PPM);
			// указываем флаги - что необходимо отрисовывать
			debugDraw.SetFlags(b2DebugDraw.e_controllerBit + b2DebugDraw.e_pairBit + b2DebugDraw.e_shapeBit + b2DebugDraw.e_jointBit);
			debugDraw.SetFillAlpha(0.5);
			_world.SetDebugDraw(debugDraw);
		}
		
		/**
		 * Создание стен по размеру видимой области
		 * @param	aLeft - создать левую стену?
		 * @param	aRight - создать правую стену?
		 * @param	aTop - создать потолок?
		 */
		private function createWalls(aLeft: Boolean = false, aRight: Boolean = false, aTop: Boolean = false):void 
		{
			var body: b2Body;
			var bDef: b2BodyDef;
			var shape: b2Shape;
			// создание статического прямоугольника. которые будет в роли земли. создаётся по умолчанию
			bDef = new b2BodyDef();
			shape = b2PolygonShape.AsBox(stage.stageWidth * MPP / 2, 20 * MPP / 2);
			bDef.position.Set(stage.stageWidth / 2 * MPP, stage.stageHeight * MPP);
			body = _world.CreateBody(bDef);
			body.CreateFixture2(shape);
			// левая стена
			if (aLeft) {
				bDef = new b2BodyDef();
				shape = b2PolygonShape.AsBox(20 / 2 * MPP, stage.stageHeight / 2 * MPP);
				bDef.position.Set(0, stage.stageHeight / 2 * MPP);
				body = _world.CreateBody(bDef);
				body.CreateFixture2(shape);
			}
			// правая стена
			if (aRight) {
				bDef = new b2BodyDef();
				shape = b2PolygonShape.AsBox(20 * MPP / 2, stage.stageHeight * MPP / 2);
				bDef.position.Set(stage.stageWidth * MPP, stage.stageHeight * MPP / 2);
				body = _world.CreateBody(bDef);
				body.CreateFixture2(shape);
			}
			// потолок
			if (aTop) {
				bDef = new b2BodyDef();
				shape = b2PolygonShape.AsBox(stage.stageWidth / 2 * MPP, 20 / 2 * MPP);
				bDef.position.Set(stage.stageWidth / 2 * MPP, 0 * MPP);
				body = _world.CreateBody(bDef);
				body.CreateFixture2(shape);
			}
		}
		
		/**
		 * Создаёт физику круга
		 * @param	aWorld - мир бокса
		 * @param	aX - позиция объекта по X (пикс.)
		 * @param	aY - позиция объекта по Y (пикс.)
		 * @param	aRadius - радиус круга (пикс.)
		 * @param	aDensity - плотность
		 * @param	aFriction - трение
		 * @param	aRestitution - упругость
		 * @return
		 */
		private function createPhysCircle(aWorld: b2World, aX: Number, aY: Number, aRadius: Number, aDensity: Number = 1.0, aFriction: Number = 1.0, aRestitution: Number = 0.5): b2Body
		{
			var bDef: b2BodyDef = new b2BodyDef();
			var fixDef: b2FixtureDef = new b2FixtureDef();
			fixDef.density = aDensity;
    	fixDef.friction = aFriction;
    	fixDef.restitution = aRestitution;
			fixDef.shape = new b2CircleShape(aRadius * MPP);
			
			bDef.position.Set(aX * MPP, aY * MPP);
			bDef.linearDamping = 0.0;
			bDef.angularDamping = 0.0;
			bDef.type = b2Body.b2_dynamicBody;
			
			var b: b2Body = aWorld.CreateBody(bDef);
			b.CreateFixture(fixDef);
			
			return b;
		}
		
		//Create standard boxes of given height , width at x,y
		/**
		 * Создаёт физику прямоугольника
		 * @param	aWorld - мир бокса
		 * @param	aX - позиция по x (пикс.)
		 * @param	aY - позиция по y (пикс.)
		 * @param	aW - длина прямоугольника (пикс.)
		 * @param	aH - высота прямоугольника (пикс.)
		 * @param	aDensity - плотность
		 * @param	aFriction - трение
		 * @param	aRestitution - упругость
		 * @return
		 */
		private function createPhysBox(aWorld: b2World, aX: Number, aY: Number, aW: Number, aH: Number, aDensity: Number = 1.0, aFriction: Number = 1.0, aRestitution: Number = 0.5): b2Body
		{
			var bDef: b2BodyDef = new b2BodyDef();
			var fixDef: b2FixtureDef = new b2FixtureDef();
			fixDef.density = aDensity;
    	fixDef.friction = aFriction;
    	fixDef.restitution = aRestitution;
			var shape: b2PolygonShape = new b2PolygonShape();
			shape.SetAsBox(aW / 2  * MPP, aH / 2  * MPP);
			fixDef.shape = shape;
			
			bDef.position.Set(aX * MPP, aY * MPP);
			bDef.type = b2Body.b2_dynamicBody;
			
			var b: b2Body = aWorld.CreateBody(bDef);
			b.CreateFixture(fixDef);
			
			return b;
		}
		
		/**
		 * Возвращает физ. объект под курсором мыши, если таковой имеется
		 * @param	includeStatic - учитывать статический тела?
		 * @return объект или null
		 */
		private function GetBodyAtMouse(includeStatic:Boolean = false): b2Body
		{
			var mXWorldPhys: Number = mouseX * MPP;
			var mYWorldPhys: Number = mouseY * MPP;
			var mousePVec: b2Vec2 = new b2Vec2(mXWorldPhys, mYWorldPhys);//записываем текущие координаты курсора
			var aabb: b2AABB = new b2AABB(); // создаем прямоугольную область
			aabb.lowerBound.Set(mXWorldPhys - 0.001, mYWorldPhys - 0.001); //вокруг курсора мыши
			aabb.upperBound.Set(mXWorldPhys + 0.001, mYWorldPhys + 0.001);
			var body: b2Body = null;
			var fixture: b2Fixture;
			function GetBodyCallback(fixture:b2Fixture): Boolean 
			{
				var shape:b2Shape = fixture.GetShape(); //получаем шейп который находится под курсором
				// если тело не статическое
				if (fixture.GetBody().GetType() != b2Body.b2_staticBody || includeStatic) { 
					// проверяем находится ли точка-позиция курсора в рамках тела
					var inside: Boolean = shape.TestPoint(fixture.GetBody().GetTransform(), mousePVec);
					// если да
					if (inside) {
						body = fixture.GetBody(); //получаем ссылку на тело
						return false;
					}
				}
				return true;
			}
			_world.QueryAABB(GetBodyCallback, aabb); //проверяем на попадание любых тел в область aabb
			return body; //возвращаем тело
		}
		
		/**
		 * Уничтожить текущее Mouse соединение
		 */
		private function destroyMouseJoint():void 
		{
			if (_mJoint)
				_world.DestroyJoint(_mJoint); // удаляем соединение
			_mJoint = null;
		}
		
		// обновление физ. мира
		private function updateBox2D(aDTime: Number):void 
		{
			if (_world) {
				_world.Step(aDTime, VEL_ITERS, POS_ITERS);
				_world.ClearForces();
				// рисуем физику с помощью дебаг-рендера
				_world.DrawDebugData();
				
				for (var b: b2Body = _world.GetBodyList(); b; b = b.GetNext())
				{
					// если тело упало слишком низко (1000 пикелей вниз), то уничтожаем его
					if (b.GetPosition().y * PPM >= 1000)
						_world.DestroyBody(b);
    		}
				trace(_world.GetBodyCount());
			}
		}
		
		private function updateObjDraw():void 
		{
			_drawParent.graphics.clear();
			if (_creatingObj) {
				if (_isCercle) {
					_drawParent.graphics.beginFill(0x00BBBB, 0.8);
					var cx: Number = _mpStart.x;
					var cy: Number = _mpStart.y;
					var cw: Number = Math.abs(_mpStart.x - _mpEnd.x);
					var ch: Number = Math.abs(_mpStart.y - _mpEnd.y);
					_drawParent.graphics.drawCircle(cx, cy, Math.max(cw, ch));
					_drawParent.graphics.endFill();
				}
				else {
					_drawParent.graphics.beginFill(0x0000BB, 0.8);
					var rx: Number = Math.min(_mpStart.x, _mpEnd.x);
					var ry: Number = Math.min(_mpStart.y, _mpEnd.y);
					_drawParent.graphics.drawRect(rx, ry, Math.abs(_mpStart.x - _mpEnd.x), Math.abs(_mpStart.y - _mpEnd.y));
					_drawParent.graphics.endFill();
				}
			}
		}
		
		private function createCurrentObject():void 
		{
			if (_isCercle) {
				var cx: Number = _mpStart.x;
				var cy: Number = _mpStart.y;
				var cw: Number = Math.abs(_mpStart.x - _mpEnd.x);
				var ch: Number = Math.abs(_mpStart.y - _mpEnd.y);
				var rad: Number = Math.max(1, Math.max(cw, ch));
				createPhysCircle(_world, cx, cy, rad);
			}
			else {
				var rw: Number = Math.max(1, Math.abs(_mpStart.x - _mpEnd.x));
				var rh: Number = Math.max(1, Math.abs(_mpStart.y - _mpEnd.y));
				var rx: Number = Math.min(_mpStart.x, _mpEnd.x) + rw / 2;
				var ry: Number = Math.min(_mpStart.y, _mpEnd.y) + rh / 2;
				createPhysBox(_world, rx, ry, rw, rh);
			}
		}
		
		//} private
		
		
		//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
		//{ EVENTS
		
		private function onKeyDownHandler(e:KeyboardEvent):void 
		{
			switch (e.keyCode) 
			{
				case Keyboard.NUMBER_1:
					_isCercle = false;
					break;
					
				case Keyboard.NUMBER_2:
					_isCercle = true;
					break;
					
				case Keyboard.P:
          _statsParent.visible = !_statsParent.visible;
					break;
					
				case Keyboard.R: // пересоздаём сцену
					destroyScene();
					createScene();
					break;
			}
		}
		
		private function onMouseDown(e:MouseEvent):void 
		{
			// если соединение уже есть, то уничтожаем его
			if (_mJoint)
				destroyMouseJoint();
			// получаем тело под курсором
			var body:b2Body = GetBodyAtMouse();
			if (body) {
				var md:b2MouseJointDef = new b2MouseJointDef(); // создаем настройки соединения
				md.bodyA = _world.GetGroundBody(); // один конец крепим к миру
				md.bodyB = body; // другой к телу
				md.target.Set(mouseX * MPP, mouseY * MPP); // соединение создается от курсора мыши
				md.collideConnected = true;
				md.maxForce = 3000; // макс. сила которая может быть приложена к телу
				_mJoint = _world.CreateJoint(md) as b2MouseJoint; // создаем соединение
				body.SetAwake(true); // будим тело
				
				_creatingObj = false;
			}
			else {
				_mpStart.x = mouseX;
				_mpStart.y = mouseY;
				_creatingObj = true;
			}
		}
				
		private function onMouseUp(e:MouseEvent):void 
		{
			destroyMouseJoint();
			if (_creatingObj) {
				createCurrentObject();
				_creatingObj = false;
			}
		}
		
		private function onEnterFrameHandler(e:Event):void 
		{
			update(1 / stage.frameRate);
		}
		
		//} events
		
		
		//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
		//{ PUBLIC
		
		public function update(aDTime: Number):void
		{
			updateBox2D(aDTime);
			
			// обновляем координаты соединения с мышью, если таковое имеется
			if (_mJoint) {
				var p2:b2Vec2 = new b2Vec2(mouseX * MPP, mouseY * MPP);
				_mJoint.SetTarget(p2); //перемещаем соединение за курсором мыши
			} 
			else if (_creatingObj) {
				_mpEnd.x = mouseX;
				_mpEnd.y = mouseY;
			}
			
			updateObjDraw();
		}
		
		//} public
		
	}

}

Пояснения по коду (в скобках номера строк):

[366-372]: отслеживание нажатия кнопок «1» и «2» для переключения типа создаваемого объекта;

[405-407]: если под курсором в момент нажатия нету физического тела, то запоминаем позицию как начальную для создания и включаем флаг состояния создания объекта;

[414-417]: если происходит создание объекта, то вызываем функцию создания нарисованного объекта createCurrentObject() и выключаем состояние создания;

[337-354]: функция создания нарисованного объекта, учитывает текущий выбранный объект и на основании этого создаёт либо круг либо прямоугольник с минимальными радиусом или сторонами = 1 пиксель.

Скачать исходники