| 1 | /* | 
|---|
| 2 | Bullet Continuous Collision Detection and Physics Library | 
|---|
| 3 | Copyright (c) 2003-2006 Erwin Coumans  http://continuousphysics.com/Bullet/ | 
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| 4 |  | 
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| 5 | This software is provided 'as-is', without any express or implied warranty. | 
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| 6 | In no event will the authors be held liable for any damages arising from the use of this software. | 
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| 7 | Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,  | 
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| 8 | including commercial applications, and to alter it and redistribute it freely,  | 
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| 10 |  | 
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| 14 | */ | 
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| 15 |  | 
|---|
| 16 | /* Hinge Constraint by Dirk Gregorius. Limits added by Marcus Hennix at Starbreeze Studios */ | 
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| 17 |  | 
|---|
| 18 | #ifndef HINGECONSTRAINT_H | 
|---|
| 19 | #define HINGECONSTRAINT_H | 
|---|
| 20 |  | 
|---|
| 21 | #include "LinearMath/btVector3.h" | 
|---|
| 22 | #include "btJacobianEntry.h" | 
|---|
| 23 | #include "btTypedConstraint.h" | 
|---|
| 24 |  | 
|---|
| 25 | class btRigidBody; | 
|---|
| 26 |  | 
|---|
| 27 | #ifdef BT_USE_DOUBLE_PRECISION | 
|---|
| 28 | #define btHingeConstraintData   btHingeConstraintDoubleData | 
|---|
| 29 | #define btHingeConstraintDataName       "btHingeConstraintDoubleData" | 
|---|
| 30 | #else | 
|---|
| 31 | #define btHingeConstraintData   btHingeConstraintFloatData | 
|---|
| 32 | #define btHingeConstraintDataName       "btHingeConstraintFloatData" | 
|---|
| 33 | #endif //BT_USE_DOUBLE_PRECISION | 
|---|
| 34 |  | 
|---|
| 35 |  | 
|---|
| 36 | enum btHingeFlags | 
|---|
| 37 | { | 
|---|
| 38 |         BT_HINGE_FLAGS_CFM_STOP = 1, | 
|---|
| 39 |         BT_HINGE_FLAGS_ERP_STOP = 2, | 
|---|
| 40 |         BT_HINGE_FLAGS_CFM_NORM = 4 | 
|---|
| 41 | }; | 
|---|
| 42 |  | 
|---|
| 43 |  | 
|---|
| 44 | /// hinge constraint between two rigidbodies each with a pivotpoint that descibes the axis location in local space | 
|---|
| 45 | /// axis defines the orientation of the hinge axis | 
|---|
| 46 | ATTRIBUTE_ALIGNED16(class) btHingeConstraint : public btTypedConstraint | 
|---|
| 47 | { | 
|---|
| 48 | #ifdef IN_PARALLELL_SOLVER | 
|---|
| 49 | public: | 
|---|
| 50 | #endif | 
|---|
| 51 |         btJacobianEntry m_jac[3]; //3 orthogonal linear constraints | 
|---|
| 52 |         btJacobianEntry m_jacAng[3]; //2 orthogonal angular constraints+ 1 for limit/motor | 
|---|
| 53 |  | 
|---|
| 54 |         btTransform m_rbAFrame; // constraint axii. Assumes z is hinge axis. | 
|---|
| 55 |         btTransform m_rbBFrame; | 
|---|
| 56 |  | 
|---|
| 57 |         btScalar        m_motorTargetVelocity; | 
|---|
| 58 |         btScalar        m_maxMotorImpulse; | 
|---|
| 59 |  | 
|---|
| 60 |         btScalar        m_limitSoftness;  | 
|---|
| 61 |         btScalar        m_biasFactor;  | 
|---|
| 62 |         btScalar    m_relaxationFactor;  | 
|---|
| 63 |  | 
|---|
| 64 |         btScalar    m_lowerLimit;        | 
|---|
| 65 |         btScalar    m_upperLimit;        | 
|---|
| 66 |          | 
|---|
| 67 |         btScalar        m_kHinge; | 
|---|
| 68 |  | 
|---|
| 69 |         btScalar        m_limitSign; | 
|---|
| 70 |         btScalar        m_correction; | 
|---|
| 71 |  | 
|---|
| 72 |         btScalar        m_accLimitImpulse; | 
|---|
| 73 |         btScalar        m_hingeAngle; | 
|---|
| 74 |         btScalar    m_referenceSign; | 
|---|
| 75 |  | 
|---|
| 76 |         bool            m_angularOnly; | 
|---|
| 77 |         bool            m_enableAngularMotor; | 
|---|
| 78 |         bool            m_solveLimit; | 
|---|
| 79 |         bool            m_useSolveConstraintObsolete; | 
|---|
| 80 |         bool            m_useOffsetForConstraintFrame; | 
|---|
| 81 |         bool            m_useReferenceFrameA; | 
|---|
| 82 |  | 
|---|
| 83 |         btScalar        m_accMotorImpulse; | 
|---|
| 84 |  | 
|---|
| 85 |         int                     m_flags; | 
|---|
| 86 |         btScalar        m_normalCFM; | 
|---|
| 87 |         btScalar        m_stopCFM; | 
|---|
| 88 |         btScalar        m_stopERP; | 
|---|
| 89 |  | 
|---|
| 90 |          | 
|---|
| 91 | public: | 
|---|
| 92 |  | 
|---|
| 93 |         btHingeConstraint(btRigidBody& rbA,btRigidBody& rbB, const btVector3& pivotInA,const btVector3& pivotInB, const btVector3& axisInA,const btVector3& axisInB, bool useReferenceFrameA = false); | 
|---|
| 94 |  | 
|---|
| 95 |         btHingeConstraint(btRigidBody& rbA,const btVector3& pivotInA,const btVector3& axisInA, bool useReferenceFrameA = false); | 
|---|
| 96 |          | 
|---|
| 97 |         btHingeConstraint(btRigidBody& rbA,btRigidBody& rbB, const btTransform& rbAFrame, const btTransform& rbBFrame, bool useReferenceFrameA = false); | 
|---|
| 98 |  | 
|---|
| 99 |         btHingeConstraint(btRigidBody& rbA,const btTransform& rbAFrame, bool useReferenceFrameA = false); | 
|---|
| 100 |  | 
|---|
| 101 |  | 
|---|
| 102 |         virtual void    buildJacobian(); | 
|---|
| 103 |  | 
|---|
| 104 |         virtual void getInfo1 (btConstraintInfo1* info); | 
|---|
| 105 |  | 
|---|
| 106 |         void getInfo1NonVirtual(btConstraintInfo1* info); | 
|---|
| 107 |  | 
|---|
| 108 |         virtual void getInfo2 (btConstraintInfo2* info); | 
|---|
| 109 |  | 
|---|
| 110 |         void    getInfo2NonVirtual(btConstraintInfo2* info,const btTransform& transA,const btTransform& transB,const btVector3& angVelA,const btVector3& angVelB); | 
|---|
| 111 |  | 
|---|
| 112 |         void    getInfo2Internal(btConstraintInfo2* info,const btTransform& transA,const btTransform& transB,const btVector3& angVelA,const btVector3& angVelB); | 
|---|
| 113 |         void    getInfo2InternalUsingFrameOffset(btConstraintInfo2* info,const btTransform& transA,const btTransform& transB,const btVector3& angVelA,const btVector3& angVelB); | 
|---|
| 114 |                  | 
|---|
| 115 |  | 
|---|
| 116 |         void    updateRHS(btScalar      timeStep); | 
|---|
| 117 |  | 
|---|
| 118 |         const btRigidBody& getRigidBodyA() const | 
|---|
| 119 |         { | 
|---|
| 120 |                 return m_rbA; | 
|---|
| 121 |         } | 
|---|
| 122 |         const btRigidBody& getRigidBodyB() const | 
|---|
| 123 |         { | 
|---|
| 124 |                 return m_rbB; | 
|---|
| 125 |         } | 
|---|
| 126 |  | 
|---|
| 127 |         btRigidBody& getRigidBodyA()     | 
|---|
| 128 |         {                | 
|---|
| 129 |                 return m_rbA;    | 
|---|
| 130 |         }        | 
|---|
| 131 |  | 
|---|
| 132 |         btRigidBody& getRigidBodyB()     | 
|---|
| 133 |         {                | 
|---|
| 134 |                 return m_rbB;    | 
|---|
| 135 |         }        | 
|---|
| 136 |          | 
|---|
| 137 |         void    setAngularOnly(bool angularOnly) | 
|---|
| 138 |         { | 
|---|
| 139 |                 m_angularOnly = angularOnly; | 
|---|
| 140 |         } | 
|---|
| 141 |  | 
|---|
| 142 |         void    enableAngularMotor(bool enableMotor,btScalar targetVelocity,btScalar maxMotorImpulse) | 
|---|
| 143 |         { | 
|---|
| 144 |                 m_enableAngularMotor  = enableMotor; | 
|---|
| 145 |                 m_motorTargetVelocity = targetVelocity; | 
|---|
| 146 |                 m_maxMotorImpulse = maxMotorImpulse; | 
|---|
| 147 |         } | 
|---|
| 148 |  | 
|---|
| 149 |         // extra motor API, including ability to set a target rotation (as opposed to angular velocity) | 
|---|
| 150 |         // note: setMotorTarget sets angular velocity under the hood, so you must call it every tick to | 
|---|
| 151 |         //       maintain a given angular target. | 
|---|
| 152 |         void enableMotor(bool enableMotor)      { m_enableAngularMotor = enableMotor; } | 
|---|
| 153 |         void setMaxMotorImpulse(btScalar maxMotorImpulse) { m_maxMotorImpulse = maxMotorImpulse; } | 
|---|
| 154 |         void setMotorTarget(const btQuaternion& qAinB, btScalar dt); // qAinB is rotation of body A wrt body B. | 
|---|
| 155 |         void setMotorTarget(btScalar targetAngle, btScalar dt); | 
|---|
| 156 |  | 
|---|
| 157 |  | 
|---|
| 158 |         void    setLimit(btScalar low,btScalar high,btScalar _softness = 0.9f, btScalar _biasFactor = 0.3f, btScalar _relaxationFactor = 1.0f) | 
|---|
| 159 |         { | 
|---|
| 160 |                 m_lowerLimit = btNormalizeAngle(low); | 
|---|
| 161 |                 m_upperLimit = btNormalizeAngle(high); | 
|---|
| 162 |  | 
|---|
| 163 |                 m_limitSoftness =  _softness; | 
|---|
| 164 |                 m_biasFactor = _biasFactor; | 
|---|
| 165 |                 m_relaxationFactor = _relaxationFactor; | 
|---|
| 166 |  | 
|---|
| 167 |         } | 
|---|
| 168 |  | 
|---|
| 169 |         void    setAxis(btVector3& axisInA) | 
|---|
| 170 |         { | 
|---|
| 171 |                 btVector3 rbAxisA1, rbAxisA2; | 
|---|
| 172 |                 btPlaneSpace1(axisInA, rbAxisA1, rbAxisA2); | 
|---|
| 173 |                 btVector3 pivotInA = m_rbAFrame.getOrigin(); | 
|---|
| 174 | //              m_rbAFrame.getOrigin() = pivotInA; | 
|---|
| 175 |                 m_rbAFrame.getBasis().setValue( rbAxisA1.getX(),rbAxisA2.getX(),axisInA.getX(), | 
|---|
| 176 |                                                                                 rbAxisA1.getY(),rbAxisA2.getY(),axisInA.getY(), | 
|---|
| 177 |                                                                                 rbAxisA1.getZ(),rbAxisA2.getZ(),axisInA.getZ() ); | 
|---|
| 178 |  | 
|---|
| 179 |                 btVector3 axisInB = m_rbA.getCenterOfMassTransform().getBasis() * axisInA; | 
|---|
| 180 |  | 
|---|
| 181 |                 btQuaternion rotationArc = shortestArcQuat(axisInA,axisInB); | 
|---|
| 182 |                 btVector3 rbAxisB1 =  quatRotate(rotationArc,rbAxisA1); | 
|---|
| 183 |                 btVector3 rbAxisB2 = axisInB.cross(rbAxisB1); | 
|---|
| 184 |  | 
|---|
| 185 |  | 
|---|
| 186 |                 m_rbBFrame.getOrigin() = m_rbA.getCenterOfMassTransform()(pivotInA); | 
|---|
| 187 |                 m_rbBFrame.getBasis().setValue( rbAxisB1.getX(),rbAxisB2.getX(),axisInB.getX(), | 
|---|
| 188 |                                                                                 rbAxisB1.getY(),rbAxisB2.getY(),axisInB.getY(), | 
|---|
| 189 |                                                                                 rbAxisB1.getZ(),rbAxisB2.getZ(),axisInB.getZ() ); | 
|---|
| 190 |         } | 
|---|
| 191 |  | 
|---|
| 192 |         btScalar        getLowerLimit() const | 
|---|
| 193 |         { | 
|---|
| 194 |                 return m_lowerLimit; | 
|---|
| 195 |         } | 
|---|
| 196 |  | 
|---|
| 197 |         btScalar        getUpperLimit() const | 
|---|
| 198 |         { | 
|---|
| 199 |                 return m_upperLimit; | 
|---|
| 200 |         } | 
|---|
| 201 |  | 
|---|
| 202 |  | 
|---|
| 203 |         btScalar getHingeAngle(); | 
|---|
| 204 |  | 
|---|
| 205 |         btScalar getHingeAngle(const btTransform& transA,const btTransform& transB); | 
|---|
| 206 |  | 
|---|
| 207 |         void testLimit(const btTransform& transA,const btTransform& transB); | 
|---|
| 208 |  | 
|---|
| 209 |  | 
|---|
| 210 |         const btTransform& getAFrame() const { return m_rbAFrame; };     | 
|---|
| 211 |         const btTransform& getBFrame() const { return m_rbBFrame; }; | 
|---|
| 212 |  | 
|---|
| 213 |         btTransform& getAFrame() { return m_rbAFrame; };         | 
|---|
| 214 |         btTransform& getBFrame() { return m_rbBFrame; }; | 
|---|
| 215 |  | 
|---|
| 216 |         inline int getSolveLimit() | 
|---|
| 217 |         { | 
|---|
| 218 |                 return m_solveLimit; | 
|---|
| 219 |         } | 
|---|
| 220 |  | 
|---|
| 221 |         inline btScalar getLimitSign() | 
|---|
| 222 |         { | 
|---|
| 223 |                 return m_limitSign; | 
|---|
| 224 |         } | 
|---|
| 225 |  | 
|---|
| 226 |         inline bool getAngularOnly()  | 
|---|
| 227 |         {  | 
|---|
| 228 |                 return m_angularOnly;  | 
|---|
| 229 |         } | 
|---|
| 230 |         inline bool getEnableAngularMotor()  | 
|---|
| 231 |         {  | 
|---|
| 232 |                 return m_enableAngularMotor;  | 
|---|
| 233 |         } | 
|---|
| 234 |         inline btScalar getMotorTargetVelosity()  | 
|---|
| 235 |         {  | 
|---|
| 236 |                 return m_motorTargetVelocity;  | 
|---|
| 237 |         } | 
|---|
| 238 |         inline btScalar getMaxMotorImpulse()  | 
|---|
| 239 |         {  | 
|---|
| 240 |                 return m_maxMotorImpulse;  | 
|---|
| 241 |         } | 
|---|
| 242 |         // access for UseFrameOffset | 
|---|
| 243 |         bool getUseFrameOffset() { return m_useOffsetForConstraintFrame; } | 
|---|
| 244 |         void setUseFrameOffset(bool frameOffsetOnOff) { m_useOffsetForConstraintFrame = frameOffsetOnOff; } | 
|---|
| 245 |  | 
|---|
| 246 |  | 
|---|
| 247 |         ///override the default global value of a parameter (such as ERP or CFM), optionally provide the axis (0..5).  | 
|---|
| 248 |         ///If no axis is provided, it uses the default axis for this constraint. | 
|---|
| 249 |         virtual void    setParam(int num, btScalar value, int axis = -1); | 
|---|
| 250 |         ///return the local value of parameter | 
|---|
| 251 |         virtual btScalar getParam(int num, int axis = -1) const; | 
|---|
| 252 |  | 
|---|
| 253 |         virtual int     calculateSerializeBufferSize() const; | 
|---|
| 254 |  | 
|---|
| 255 |         ///fills the dataBuffer and returns the struct name (and 0 on failure) | 
|---|
| 256 |         virtual const char*     serialize(void* dataBuffer, btSerializer* serializer) const; | 
|---|
| 257 |  | 
|---|
| 258 |  | 
|---|
| 259 | }; | 
|---|
| 260 |  | 
|---|
| 261 | ///do not change those serialization structures, it requires an updated sBulletDNAstr/sBulletDNAstr64 | 
|---|
| 262 | struct  btHingeConstraintDoubleData | 
|---|
| 263 | { | 
|---|
| 264 |         btTypedConstraintData   m_typeConstraintData; | 
|---|
| 265 |         btTransformDoubleData m_rbAFrame; // constraint axii. Assumes z is hinge axis. | 
|---|
| 266 |         btTransformDoubleData m_rbBFrame; | 
|---|
| 267 |         int                     m_useReferenceFrameA; | 
|---|
| 268 |         int                     m_angularOnly; | 
|---|
| 269 |         int                     m_enableAngularMotor; | 
|---|
| 270 |         float   m_motorTargetVelocity; | 
|---|
| 271 |         float   m_maxMotorImpulse; | 
|---|
| 272 |  | 
|---|
| 273 |         float   m_lowerLimit; | 
|---|
| 274 |         float   m_upperLimit; | 
|---|
| 275 |         float   m_limitSoftness; | 
|---|
| 276 |         float   m_biasFactor; | 
|---|
| 277 |         float   m_relaxationFactor; | 
|---|
| 278 |  | 
|---|
| 279 | }; | 
|---|
| 280 | ///do not change those serialization structures, it requires an updated sBulletDNAstr/sBulletDNAstr64 | 
|---|
| 281 | struct  btHingeConstraintFloatData | 
|---|
| 282 | { | 
|---|
| 283 |         btTypedConstraintData   m_typeConstraintData; | 
|---|
| 284 |         btTransformFloatData m_rbAFrame; // constraint axii. Assumes z is hinge axis. | 
|---|
| 285 |         btTransformFloatData m_rbBFrame; | 
|---|
| 286 |         int                     m_useReferenceFrameA; | 
|---|
| 287 |         int                     m_angularOnly; | 
|---|
| 288 |          | 
|---|
| 289 |         int                     m_enableAngularMotor; | 
|---|
| 290 |         float   m_motorTargetVelocity; | 
|---|
| 291 |         float   m_maxMotorImpulse; | 
|---|
| 292 |  | 
|---|
| 293 |         float   m_lowerLimit; | 
|---|
| 294 |         float   m_upperLimit; | 
|---|
| 295 |         float   m_limitSoftness; | 
|---|
| 296 |         float   m_biasFactor; | 
|---|
| 297 |         float   m_relaxationFactor; | 
|---|
| 298 |  | 
|---|
| 299 | }; | 
|---|
| 300 |  | 
|---|
| 301 |  | 
|---|
| 302 |  | 
|---|
| 303 | SIMD_FORCE_INLINE       int     btHingeConstraint::calculateSerializeBufferSize() const | 
|---|
| 304 | { | 
|---|
| 305 |         return sizeof(btHingeConstraintData); | 
|---|
| 306 | } | 
|---|
| 307 |  | 
|---|
| 308 |         ///fills the dataBuffer and returns the struct name (and 0 on failure) | 
|---|
| 309 | SIMD_FORCE_INLINE       const char*     btHingeConstraint::serialize(void* dataBuffer, btSerializer* serializer) const | 
|---|
| 310 | { | 
|---|
| 311 |         btHingeConstraintData* hingeData = (btHingeConstraintData*)dataBuffer; | 
|---|
| 312 |         btTypedConstraint::serialize(&hingeData->m_typeConstraintData,serializer); | 
|---|
| 313 |  | 
|---|
| 314 |         m_rbAFrame.serialize(hingeData->m_rbAFrame); | 
|---|
| 315 |         m_rbBFrame.serialize(hingeData->m_rbBFrame); | 
|---|
| 316 |  | 
|---|
| 317 |         hingeData->m_angularOnly = m_angularOnly; | 
|---|
| 318 |         hingeData->m_enableAngularMotor = m_enableAngularMotor; | 
|---|
| 319 |         hingeData->m_maxMotorImpulse = float(m_maxMotorImpulse); | 
|---|
| 320 |         hingeData->m_motorTargetVelocity = float(m_motorTargetVelocity); | 
|---|
| 321 |         hingeData->m_useReferenceFrameA = m_useReferenceFrameA; | 
|---|
| 322 |          | 
|---|
| 323 |         hingeData->m_lowerLimit = float(m_lowerLimit); | 
|---|
| 324 |         hingeData->m_upperLimit = float(m_upperLimit); | 
|---|
| 325 |         hingeData->m_limitSoftness = float(m_limitSoftness); | 
|---|
| 326 |         hingeData->m_biasFactor = float(m_biasFactor); | 
|---|
| 327 |         hingeData->m_relaxationFactor = float(m_relaxationFactor); | 
|---|
| 328 |  | 
|---|
| 329 |         return btHingeConstraintDataName; | 
|---|
| 330 | } | 
|---|
| 331 |  | 
|---|
| 332 | #endif //HINGECONSTRAINT_H | 
|---|