mieki256's diary

function love.load()
  polys = {
    {20, 80, 80, 20, 120, 140},
    {140, 80, 200, 20, 260, 100, 200, 180},
    {340, 20, 400, 60, 380, 160, 320, 160, 280, 80},
    {460, 60, 520, 20, 600, 60, 600, 160, 520, 180, 460, 140},
    {140, 340, 260, 340, 280, 420, 100, 440, 20, 360, 40, 200, 100, 200},
    {500, 320, 460, 220, 380, 240, 440, 340, 300, 360, 340, 440, 500, 420, 520, 460, 620, 420, 600, 320}
  }

  hits = {}
  for i = 1, #polys do
    hits[i] = false
  end
end

function sign(x)
  return (x < 0 and -1) or 1
end

function getDeg(x1, y1, x2, y2)
  local abs1, abs2, theta, s
  abs1 = math.sqrt(x1 * x1 + y1 * y1)
  abs2 = math.sqrt(x2 * x2 + y2 * y2)
  theta = math.acos((x1 * x2 + y1 * y2) / (abs1 * abs2))
  s = sign(x1 * y2 - y1 * x2)
  return theta * s
end

function checkInPoly(pos, mx, my)
  local thetaSum = 0
  local x0, y0, x1, y1
  local v1x, v1y, v2x, v2y
  x0, y0 = pos[#pos-1], pos[#pos]
  if x0 == mx and y0 == my then return true end
  for i = 1, #pos-1, 2 do
    x1, y1 = pos[i], pos[i+1]
    if x1 == mx and y1 == my then return true end
    v1x, v1y = x0 - mx, y0 - my
    v2x, v2y = x1 - mx, y1 - my
    thetaSum = thetaSum + getDeg(v1x, v1y, v2x, v2y)
    x0, y0 = x1, y1
  end
  thetaSum = math.abs(thetaSum)
  if thetaSum >= 0.1 then return true end
  return false
end

function love.update(dt)
  local mx, my
  mx, my = love.mouse.getPosition()

  for i = 1, #polys do
    hits[i] = checkInPoly(polys[i], mx, my)
  end
end

function love.draw()
  -- clear canvas
  love.graphics.clear(0, 0, 0, 1)

  -- draw polygon
  for i = 1, #polys do
    if hits[i] then
      love.graphics.setColor(1, 0, 0, 1)
    else
      love.graphics.setColor(0, 1, 0, 1)
    end
    love.graphics.polygon("line", polys[i])
  end

  -- draw text
  love.graphics.setColor(1, 1, 1, 1)
  love.graphics.print("ESC to exit.", 8, 8)
end

function love.keypressed(key, scancode, isrepeat)
  if key == "escape" then
    love.event.quit()
  end
end

function love.conf(t)
  t.window.width = 640
  t.window.height = 480
  t.window.title = "Collison concave polygon"
  t.window.fullscreen = false
  -- t.window.fullscreentype = "exclusive"
end

その後ググっていたら、love2d から利用できる衝突判定ライブラリ、HC というものがあると知った。ソレを利用することでも目的を果たせそう。試用してみる。

_vrld/HC: General purpose collision detection library for the use with LoVE.
_HC - General purpose collision detection with LoVE - HC 0.1-1 documentation

ライセンスは…。

_License - HC 0.1-1 documentation

ちょっとよく分からないけど、無料で使えるとか、制限は無いとか書いてあるように見える。

入手の仕方は、github から zip をDLするか(緑色で「code」と書かれてる部分をクリック → Download ZIP)、git を使って clone する。

git clone https://github.com/vrld/HC.git

love2d の main.lua と同階層に、HCというフォルダを作成して、その中に、DLした *.lua 群をコピーする。

.
|-- HC
|   |-- README
|   |-- class.lua
|   |-- gjk.lua
|   |-- hc-0.1-1.rockspec
|   |-- init.lua
|   |-- polygon.lua
|   |-- shapes.lua
|   |-- spatialhash.lua
|   `-- vector-light.lua
|-- conf.lua
`-- main.lua

main.lua の中では、HC = require "HC" とか、Polygon = require "HC.polygon" を最初のほうに書いてから使う。

試用してみたところ、こんな感じになった。それらしく判定できている。


ソースは以下。今回は、HC.polygon だけを使って処理をしている。

_main.lua

Polygon = require "HC.polygon"

function love.load()
  
  polys = {
    {20, 80, 80, 20, 120, 140},
    {140, 80, 200, 20, 260, 100, 200, 180},
    {340, 20, 400, 60, 380, 160, 320, 160, 280, 80},
    {460, 60, 520, 20, 600, 60, 600, 160, 520, 180, 460, 140},
    {140, 340, 260, 340, 280, 420, 100, 440, 20, 360, 40, 200, 100, 200},
    {500, 320, 460, 220, 380, 240, 440, 340, 300, 360, 340, 440, 500, 420, 520, 460, 620, 420, 600, 320}
  }

  hits = {}
  p = {}
  for i = 1, #polys do
    hits[i] = false
    p[#p + 1] = Polygon(unpack(polys[i])) 
  end
end

function love.update(dt)
  local mx, my
  mx, my = love.mouse.getPosition()

  for i = 1, #p do
    hits[i] = p[i]:contains(mx, my)
  end
end

function love.draw()
  -- clear canvas
  love.graphics.clear(0, 0, 0, 1)

  -- draw polygon
  for i = 1, #p do
    if hits[i] then
      love.graphics.setColor(1, 0, 0, 1)
    else
      love.graphics.setColor(0, 1, 0, 1)
    end
    love.graphics.polygon("line", p[i]:unpack())
  end

  -- draw text
  love.graphics.setColor(1, 1, 1, 1)
  love.graphics.print("ESC to exit.", 8, 8)
end

function love.keypressed(key, scancode, isrepeat)
  if key == "escape" then
    love.event.quit()
  end
end

_conf.lua

function love.conf(t)
  t.window.width = 640
  t.window.height = 480
  t.window.title = "Collision HC"
  t.window.fullscreen = false
  -- t.window.fullscreentype = "exclusive"
end

• HC.polygon を新規作成する際、配列を unpack(配列名) で渡してやらないとエラーが出る。
• :contains(x, y) で、点がポリゴンの中に入ってるかどうかを true / false で調べられる。
• :unpack() で、ポリゴンの頂点配列を、ポリゴン描画をする love.graphics.polygon() に渡しやすくなる。

最初からこのライブラリを使えばよかったのだな…。

love2dのポリゴン描画、love.graphics.polygon("fill", ...) を使っていたら、妙な動作に気づいた。環境は、Windows10 x64 20H2 + love2d 11.3 x86版。

love.graphics.polygon() は、線を描画する "line"、塗り潰しをする "fill" のどちらかを指定できるけど、どうも "fill" のほうは形がおかしくなるようで…。


ソースは以下。

_main.lua

function love.load()
  pos = {500, 320, 460, 220, 380, 240, 440, 340, 300, 360, 340, 440, 500, 420, 520, 460, 620, 420, 600, 320}
end

function love.update(dt)
end

function love.draw()
  love.graphics.clear(0, 0, 0, 1)
  
  love.graphics.setColor(0, 0.75, 0, 1)
  love.graphics.polygon("fill", pos)
  love.graphics.setColor(1, 0, 0, 1)
  love.graphics.polygon("line", pos)
  
  love.graphics.setColor(1, 1, 1, 1)
  love.graphics.print("ESC to exit.", 8, 8)
end

function love.keypressed(key, scancode, isrepeat)
  if key == "escape" then
    love.event.quit()
  end
end

_conf.lua

function love.conf(t)
  t.window.width = 640
  t.window.height = 480
  t.window.title = "Draw polygon"
  t.window.fullscreen = false
  -- t.window.fullscreentype = "exclusive"
end

これはバグ…？ と思ったら、ドキュメントに記述があった。

_love.graphics.polygon - LOVE

「"fill"を使った時は凸多角形しか正常に描画できないよ」とのことで。仕様だったらしい…。ドキュメントはちゃんと読まないといかんなと…。

love.math.isConvex() を使えば凸多角形か判定できるし、love.math.triangulate() を使えば多角形を三角形に分割できるそうで。凹多角形の可能性があるなら三角形に分割して処理すべし、ということかな…。

_love.math.isConvex - LOVE
_love.math.triangulate - LOVE

せっかくだから、三角形に分割して描画する方法も試してみた。

_main.lua

function love.load()
  polys = {
    {40,80,100,20,200,80,180,220,100,260,20,200},
    {340,280,300,200,440,180,380,80,460,60,500,160,600,160,620,260,520,300,500,260}
  }
end

function love.update(dt)
end

function love.draw()
  love.graphics.clear(0, 0, 0, 1)

  for i, v in ipairs(polys) do
    local convex = love.math.isConvex(v)
    if convex then
      love.graphics.setColor(0, 0.75, 0, 1)
      love.graphics.polygon("fill", v)
    else
      local col = {{0,0,1}, {0,0.25,1}, {0,0.5,1}, {0,0.75,1}}
      local triangles = love.math.triangulate(v)
      for i = 1, #triangles do
        love.graphics.setColor(unpack(col[(i % #col) +1]))
        love.graphics.polygon("fill", triangles[i])
      end
    end

    love.graphics.setColor(1, 0, 0, 1)
    love.graphics.polygon("line", v)

    love.graphics.setColor(1, 1, 1, 1)
    local s = convex and "true" or "false"
    love.graphics.print("Convex : " .. s, 4, i * 20 + 20)
  end

  love.graphics.setColor(1, 1, 1, 1)
  love.graphics.print("ESC to exit.", 4, 4)
end

function love.keypressed(key, scancode, isrepeat)
  if key == "escape" then
    love.event.quit()
  end
end

_conf.lua

function love.conf(t)
  t.window.width = 640
  t.window.height = 480
  t.window.title = "Draw polygon as triangle"
  t.window.fullscreen = false
  -- t.window.fullscreentype = "exclusive"
end

凹多角形の場合、三角形に分割して描画できていることが分かる。