| 1 | /* | 
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| 2 | Bullet Continuous Collision Detection and Physics Library | 
|---|
| 3 | btConeTwistConstraint is Copyright (c) 2007 Starbreeze Studios | 
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| 4 |  | 
|---|
| 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. | 
|---|
| 7 | Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,  | 
|---|
| 8 | including commercial applications, and to alter it and redistribute it freely,  | 
|---|
| 9 | subject to the following restrictions: | 
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| 10 |  | 
|---|
| 11 | 1. The origin of this software must not be misrepresented; you must not claim that you wrote the original software. If you use this software in a product, an acknowledgment in the product documentation would be appreciated but is not required. | 
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| 12 | 2. Altered source versions must be plainly marked as such, and must not be misrepresented as being the original software. | 
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| 13 | 3. This notice may not be removed or altered from any source distribution. | 
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| 14 |  | 
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| 15 | Written by: Marcus Hennix | 
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| 16 | */ | 
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| 17 |  | 
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| 18 |  | 
|---|
| 19 | #include "btConeTwistConstraint.h" | 
|---|
| 20 | #include "BulletDynamics/Dynamics/btRigidBody.h" | 
|---|
| 21 | #include "LinearMath/btTransformUtil.h" | 
|---|
| 22 | #include "LinearMath/btMinMax.h" | 
|---|
| 23 | #include <new> | 
|---|
| 24 |  | 
|---|
| 25 | //----------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 26 |  | 
|---|
| 27 | #define CONETWIST_USE_OBSOLETE_SOLVER false | 
|---|
| 28 | #define CONETWIST_DEF_FIX_THRESH btScalar(.05f) | 
|---|
| 29 |  | 
|---|
| 30 | //----------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 31 |  | 
|---|
| 32 | btConeTwistConstraint::btConeTwistConstraint() | 
|---|
| 33 | :btTypedConstraint(CONETWIST_CONSTRAINT_TYPE), | 
|---|
| 34 | m_useSolveConstraintObsolete(CONETWIST_USE_OBSOLETE_SOLVER) | 
|---|
| 35 | { | 
|---|
| 36 | } | 
|---|
| 37 |  | 
|---|
| 38 |  | 
|---|
| 39 | btConeTwistConstraint::btConeTwistConstraint(btRigidBody& rbA,btRigidBody& rbB,  | 
|---|
| 40 |                                                                                          const btTransform& rbAFrame,const btTransform& rbBFrame) | 
|---|
| 41 |                                                                                          :btTypedConstraint(CONETWIST_CONSTRAINT_TYPE, rbA,rbB),m_rbAFrame(rbAFrame),m_rbBFrame(rbBFrame), | 
|---|
| 42 |                                                                                          m_angularOnly(false), | 
|---|
| 43 |                                                                                          m_useSolveConstraintObsolete(CONETWIST_USE_OBSOLETE_SOLVER) | 
|---|
| 44 | { | 
|---|
| 45 |         init(); | 
|---|
| 46 | } | 
|---|
| 47 |  | 
|---|
| 48 | btConeTwistConstraint::btConeTwistConstraint(btRigidBody& rbA,const btTransform& rbAFrame) | 
|---|
| 49 |                                                                                         :btTypedConstraint(CONETWIST_CONSTRAINT_TYPE,rbA),m_rbAFrame(rbAFrame), | 
|---|
| 50 |                                                                                          m_angularOnly(false), | 
|---|
| 51 |                                                                                          m_useSolveConstraintObsolete(CONETWIST_USE_OBSOLETE_SOLVER) | 
|---|
| 52 | { | 
|---|
| 53 |         m_rbBFrame = m_rbAFrame; | 
|---|
| 54 |         init();  | 
|---|
| 55 | } | 
|---|
| 56 |  | 
|---|
| 57 |  | 
|---|
| 58 | void btConeTwistConstraint::init() | 
|---|
| 59 | { | 
|---|
| 60 |         m_angularOnly = false; | 
|---|
| 61 |         m_solveTwistLimit = false; | 
|---|
| 62 |         m_solveSwingLimit = false; | 
|---|
| 63 |         m_bMotorEnabled = false; | 
|---|
| 64 |         m_maxMotorImpulse = btScalar(-1); | 
|---|
| 65 |  | 
|---|
| 66 |         setLimit(btScalar(1e30), btScalar(1e30), btScalar(1e30)); | 
|---|
| 67 |         m_damping = btScalar(0.01); | 
|---|
| 68 |         m_fixThresh = CONETWIST_DEF_FIX_THRESH; | 
|---|
| 69 | } | 
|---|
| 70 |  | 
|---|
| 71 |  | 
|---|
| 72 | //----------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 73 |  | 
|---|
| 74 | void btConeTwistConstraint::getInfo1 (btConstraintInfo1* info) | 
|---|
| 75 | { | 
|---|
| 76 |         if (m_useSolveConstraintObsolete) | 
|---|
| 77 |         { | 
|---|
| 78 |                 info->m_numConstraintRows = 0; | 
|---|
| 79 |                 info->nub = 0; | 
|---|
| 80 |         }  | 
|---|
| 81 |         else | 
|---|
| 82 |         { | 
|---|
| 83 |                 info->m_numConstraintRows = 3; | 
|---|
| 84 |                 info->nub = 3; | 
|---|
| 85 |                 calcAngleInfo2(); | 
|---|
| 86 |                 if(m_solveSwingLimit) | 
|---|
| 87 |                 { | 
|---|
| 88 |                         info->m_numConstraintRows++; | 
|---|
| 89 |                         info->nub--; | 
|---|
| 90 |                         if((m_swingSpan1 < m_fixThresh) && (m_swingSpan2 < m_fixThresh)) | 
|---|
| 91 |                         { | 
|---|
| 92 |                                 info->m_numConstraintRows++; | 
|---|
| 93 |                                 info->nub--; | 
|---|
| 94 |                         } | 
|---|
| 95 |                 } | 
|---|
| 96 |                 if(m_solveTwistLimit) | 
|---|
| 97 |                 { | 
|---|
| 98 |                         info->m_numConstraintRows++; | 
|---|
| 99 |                         info->nub--; | 
|---|
| 100 |                 } | 
|---|
| 101 |         } | 
|---|
| 102 | } // btConeTwistConstraint::getInfo1() | 
|---|
| 103 |          | 
|---|
| 104 | //----------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 105 |  | 
|---|
| 106 | void btConeTwistConstraint::getInfo2 (btConstraintInfo2* info) | 
|---|
| 107 | { | 
|---|
| 108 |         btAssert(!m_useSolveConstraintObsolete); | 
|---|
| 109 |         //retrieve matrices | 
|---|
| 110 |         btTransform body0_trans; | 
|---|
| 111 |         body0_trans = m_rbA.getCenterOfMassTransform(); | 
|---|
| 112 |     btTransform body1_trans; | 
|---|
| 113 |         body1_trans = m_rbB.getCenterOfMassTransform(); | 
|---|
| 114 |     // set jacobian | 
|---|
| 115 |     info->m_J1linearAxis[0] = 1; | 
|---|
| 116 |     info->m_J1linearAxis[info->rowskip+1] = 1; | 
|---|
| 117 |     info->m_J1linearAxis[2*info->rowskip+2] = 1; | 
|---|
| 118 |         btVector3 a1 = body0_trans.getBasis() * m_rbAFrame.getOrigin(); | 
|---|
| 119 |         { | 
|---|
| 120 |                 btVector3* angular0 = (btVector3*)(info->m_J1angularAxis); | 
|---|
| 121 |                 btVector3* angular1 = (btVector3*)(info->m_J1angularAxis+info->rowskip); | 
|---|
| 122 |                 btVector3* angular2 = (btVector3*)(info->m_J1angularAxis+2*info->rowskip); | 
|---|
| 123 |                 btVector3 a1neg = -a1; | 
|---|
| 124 |                 a1neg.getSkewSymmetricMatrix(angular0,angular1,angular2); | 
|---|
| 125 |         } | 
|---|
| 126 |         btVector3 a2 = body1_trans.getBasis() * m_rbBFrame.getOrigin(); | 
|---|
| 127 |         { | 
|---|
| 128 |                 btVector3* angular0 = (btVector3*)(info->m_J2angularAxis); | 
|---|
| 129 |                 btVector3* angular1 = (btVector3*)(info->m_J2angularAxis+info->rowskip); | 
|---|
| 130 |                 btVector3* angular2 = (btVector3*)(info->m_J2angularAxis+2*info->rowskip); | 
|---|
| 131 |                 a2.getSkewSymmetricMatrix(angular0,angular1,angular2); | 
|---|
| 132 |         } | 
|---|
| 133 |     // set right hand side | 
|---|
| 134 |     btScalar k = info->fps * info->erp; | 
|---|
| 135 |     int j; | 
|---|
| 136 |         for (j=0; j<3; j++) | 
|---|
| 137 |     { | 
|---|
| 138 |         info->m_constraintError[j*info->rowskip] = k * (a2[j] + body1_trans.getOrigin()[j] - a1[j] - body0_trans.getOrigin()[j]); | 
|---|
| 139 |                 info->m_lowerLimit[j*info->rowskip] = -SIMD_INFINITY; | 
|---|
| 140 |                 info->m_upperLimit[j*info->rowskip] = SIMD_INFINITY; | 
|---|
| 141 |     } | 
|---|
| 142 |         int row = 3; | 
|---|
| 143 |     int srow = row * info->rowskip; | 
|---|
| 144 |         btVector3 ax1; | 
|---|
| 145 |         // angular limits | 
|---|
| 146 |         if(m_solveSwingLimit) | 
|---|
| 147 |         { | 
|---|
| 148 |                 btScalar *J1 = info->m_J1angularAxis; | 
|---|
| 149 |                 btScalar *J2 = info->m_J2angularAxis; | 
|---|
| 150 |                 if((m_swingSpan1 < m_fixThresh) && (m_swingSpan2 < m_fixThresh)) | 
|---|
| 151 |                 { | 
|---|
| 152 |                         btTransform trA = m_rbA.getCenterOfMassTransform()*m_rbAFrame; | 
|---|
| 153 |                         btVector3 p = trA.getBasis().getColumn(1); | 
|---|
| 154 |                         btVector3 q = trA.getBasis().getColumn(2); | 
|---|
| 155 |                         int srow1 = srow + info->rowskip; | 
|---|
| 156 |                         J1[srow+0] = p[0]; | 
|---|
| 157 |                         J1[srow+1] = p[1]; | 
|---|
| 158 |                         J1[srow+2] = p[2]; | 
|---|
| 159 |                         J1[srow1+0] = q[0]; | 
|---|
| 160 |                         J1[srow1+1] = q[1]; | 
|---|
| 161 |                         J1[srow1+2] = q[2]; | 
|---|
| 162 |                         J2[srow+0] = -p[0]; | 
|---|
| 163 |                         J2[srow+1] = -p[1]; | 
|---|
| 164 |                         J2[srow+2] = -p[2]; | 
|---|
| 165 |                         J2[srow1+0] = -q[0]; | 
|---|
| 166 |                         J2[srow1+1] = -q[1]; | 
|---|
| 167 |                         J2[srow1+2] = -q[2]; | 
|---|
| 168 |                         btScalar fact = info->fps * m_relaxationFactor; | 
|---|
| 169 |                         info->m_constraintError[srow] =   fact * m_swingAxis.dot(p); | 
|---|
| 170 |                         info->m_constraintError[srow1] =  fact * m_swingAxis.dot(q); | 
|---|
| 171 |                         info->m_lowerLimit[srow] = -SIMD_INFINITY; | 
|---|
| 172 |                         info->m_upperLimit[srow] = SIMD_INFINITY; | 
|---|
| 173 |                         info->m_lowerLimit[srow1] = -SIMD_INFINITY; | 
|---|
| 174 |                         info->m_upperLimit[srow1] = SIMD_INFINITY; | 
|---|
| 175 |                         srow = srow1 + info->rowskip; | 
|---|
| 176 |                 } | 
|---|
| 177 |                 else | 
|---|
| 178 |                 { | 
|---|
| 179 |                         ax1 = m_swingAxis * m_relaxationFactor * m_relaxationFactor; | 
|---|
| 180 |                         J1[srow+0] = ax1[0]; | 
|---|
| 181 |                         J1[srow+1] = ax1[1]; | 
|---|
| 182 |                         J1[srow+2] = ax1[2]; | 
|---|
| 183 |                         J2[srow+0] = -ax1[0]; | 
|---|
| 184 |                         J2[srow+1] = -ax1[1]; | 
|---|
| 185 |                         J2[srow+2] = -ax1[2]; | 
|---|
| 186 |                         btScalar k = info->fps * m_biasFactor; | 
|---|
| 187 |  | 
|---|
| 188 |                         info->m_constraintError[srow] = k * m_swingCorrection; | 
|---|
| 189 |                         info->cfm[srow] = 0.0f; | 
|---|
| 190 |                         // m_swingCorrection is always positive or 0 | 
|---|
| 191 |                         info->m_lowerLimit[srow] = 0; | 
|---|
| 192 |                         info->m_upperLimit[srow] = SIMD_INFINITY; | 
|---|
| 193 |                         srow += info->rowskip; | 
|---|
| 194 |                 } | 
|---|
| 195 |         } | 
|---|
| 196 |         if(m_solveTwistLimit) | 
|---|
| 197 |         { | 
|---|
| 198 |                 ax1 = m_twistAxis * m_relaxationFactor * m_relaxationFactor; | 
|---|
| 199 |                 btScalar *J1 = info->m_J1angularAxis; | 
|---|
| 200 |                 btScalar *J2 = info->m_J2angularAxis; | 
|---|
| 201 |                 J1[srow+0] = ax1[0]; | 
|---|
| 202 |                 J1[srow+1] = ax1[1]; | 
|---|
| 203 |                 J1[srow+2] = ax1[2]; | 
|---|
| 204 |                 J2[srow+0] = -ax1[0]; | 
|---|
| 205 |                 J2[srow+1] = -ax1[1]; | 
|---|
| 206 |                 J2[srow+2] = -ax1[2]; | 
|---|
| 207 |                 btScalar k = info->fps * m_biasFactor; | 
|---|
| 208 |                 info->m_constraintError[srow] = k * m_twistCorrection; | 
|---|
| 209 |                 info->cfm[srow] = 0.0f; | 
|---|
| 210 |                 if(m_twistSpan > 0.0f) | 
|---|
| 211 |                 { | 
|---|
| 212 |  | 
|---|
| 213 |                         if(m_twistCorrection > 0.0f) | 
|---|
| 214 |                         { | 
|---|
| 215 |                                 info->m_lowerLimit[srow] = 0; | 
|---|
| 216 |                                 info->m_upperLimit[srow] = SIMD_INFINITY; | 
|---|
| 217 |                         }  | 
|---|
| 218 |                         else | 
|---|
| 219 |                         { | 
|---|
| 220 |                                 info->m_lowerLimit[srow] = -SIMD_INFINITY; | 
|---|
| 221 |                                 info->m_upperLimit[srow] = 0; | 
|---|
| 222 |                         }  | 
|---|
| 223 |                 } | 
|---|
| 224 |                 else | 
|---|
| 225 |                 { | 
|---|
| 226 |                         info->m_lowerLimit[srow] = -SIMD_INFINITY; | 
|---|
| 227 |                         info->m_upperLimit[srow] = SIMD_INFINITY; | 
|---|
| 228 |                 } | 
|---|
| 229 |                 srow += info->rowskip; | 
|---|
| 230 |         } | 
|---|
| 231 | } | 
|---|
| 232 |          | 
|---|
| 233 | //----------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 234 |  | 
|---|
| 235 | void    btConeTwistConstraint::buildJacobian() | 
|---|
| 236 | { | 
|---|
| 237 |         if (m_useSolveConstraintObsolete) | 
|---|
| 238 |         { | 
|---|
| 239 |                 m_appliedImpulse = btScalar(0.); | 
|---|
| 240 |                 m_accTwistLimitImpulse = btScalar(0.); | 
|---|
| 241 |                 m_accSwingLimitImpulse = btScalar(0.); | 
|---|
| 242 |  | 
|---|
| 243 |                 if (!m_angularOnly) | 
|---|
| 244 |                 { | 
|---|
| 245 |                         btVector3 pivotAInW = m_rbA.getCenterOfMassTransform()*m_rbAFrame.getOrigin(); | 
|---|
| 246 |                         btVector3 pivotBInW = m_rbB.getCenterOfMassTransform()*m_rbBFrame.getOrigin(); | 
|---|
| 247 |                         btVector3 relPos = pivotBInW - pivotAInW; | 
|---|
| 248 |  | 
|---|
| 249 |                         btVector3 normal[3]; | 
|---|
| 250 |                         if (relPos.length2() > SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 251 |                         { | 
|---|
| 252 |                                 normal[0] = relPos.normalized(); | 
|---|
| 253 |                         } | 
|---|
| 254 |                         else | 
|---|
| 255 |                         { | 
|---|
| 256 |                                 normal[0].setValue(btScalar(1.0),0,0); | 
|---|
| 257 |                         } | 
|---|
| 258 |  | 
|---|
| 259 |                         btPlaneSpace1(normal[0], normal[1], normal[2]); | 
|---|
| 260 |  | 
|---|
| 261 |                         for (int i=0;i<3;i++) | 
|---|
| 262 |                         { | 
|---|
| 263 |                                 new (&m_jac[i]) btJacobianEntry( | 
|---|
| 264 |                                 m_rbA.getCenterOfMassTransform().getBasis().transpose(), | 
|---|
| 265 |                                 m_rbB.getCenterOfMassTransform().getBasis().transpose(), | 
|---|
| 266 |                                 pivotAInW - m_rbA.getCenterOfMassPosition(), | 
|---|
| 267 |                                 pivotBInW - m_rbB.getCenterOfMassPosition(), | 
|---|
| 268 |                                 normal[i], | 
|---|
| 269 |                                 m_rbA.getInvInertiaDiagLocal(), | 
|---|
| 270 |                                 m_rbA.getInvMass(), | 
|---|
| 271 |                                 m_rbB.getInvInertiaDiagLocal(), | 
|---|
| 272 |                                 m_rbB.getInvMass()); | 
|---|
| 273 |                         } | 
|---|
| 274 |                 } | 
|---|
| 275 |  | 
|---|
| 276 |                 calcAngleInfo2(); | 
|---|
| 277 |         } | 
|---|
| 278 | } | 
|---|
| 279 |  | 
|---|
| 280 | //----------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 281 |  | 
|---|
| 282 | void    btConeTwistConstraint::solveConstraintObsolete(btSolverBody& bodyA,btSolverBody& bodyB,btScalar timeStep) | 
|---|
| 283 | { | 
|---|
| 284 |         if (m_useSolveConstraintObsolete) | 
|---|
| 285 |         { | 
|---|
| 286 |                 btVector3 pivotAInW = m_rbA.getCenterOfMassTransform()*m_rbAFrame.getOrigin(); | 
|---|
| 287 |                 btVector3 pivotBInW = m_rbB.getCenterOfMassTransform()*m_rbBFrame.getOrigin(); | 
|---|
| 288 |  | 
|---|
| 289 |                 btScalar tau = btScalar(0.3); | 
|---|
| 290 |  | 
|---|
| 291 |                 //linear part | 
|---|
| 292 |                 if (!m_angularOnly) | 
|---|
| 293 |                 { | 
|---|
| 294 |                         btVector3 rel_pos1 = pivotAInW - m_rbA.getCenterOfMassPosition();  | 
|---|
| 295 |                         btVector3 rel_pos2 = pivotBInW - m_rbB.getCenterOfMassPosition(); | 
|---|
| 296 |  | 
|---|
| 297 |                         btVector3 vel1; | 
|---|
| 298 |                         bodyA.getVelocityInLocalPointObsolete(rel_pos1,vel1); | 
|---|
| 299 |                         btVector3 vel2; | 
|---|
| 300 |                         bodyB.getVelocityInLocalPointObsolete(rel_pos2,vel2); | 
|---|
| 301 |                         btVector3 vel = vel1 - vel2; | 
|---|
| 302 |  | 
|---|
| 303 |                         for (int i=0;i<3;i++) | 
|---|
| 304 |                         {                | 
|---|
| 305 |                                 const btVector3& normal = m_jac[i].m_linearJointAxis; | 
|---|
| 306 |                                 btScalar jacDiagABInv = btScalar(1.) / m_jac[i].getDiagonal(); | 
|---|
| 307 |  | 
|---|
| 308 |                                 btScalar rel_vel; | 
|---|
| 309 |                                 rel_vel = normal.dot(vel); | 
|---|
| 310 |                                 //positional error (zeroth order error) | 
|---|
| 311 |                                 btScalar depth = -(pivotAInW - pivotBInW).dot(normal); //this is the error projected on the normal | 
|---|
| 312 |                                 btScalar impulse = depth*tau/timeStep  * jacDiagABInv -  rel_vel * jacDiagABInv; | 
|---|
| 313 |                                 m_appliedImpulse += impulse; | 
|---|
| 314 |                                  | 
|---|
| 315 |                                 btVector3 ftorqueAxis1 = rel_pos1.cross(normal); | 
|---|
| 316 |                                 btVector3 ftorqueAxis2 = rel_pos2.cross(normal); | 
|---|
| 317 |                                 bodyA.applyImpulse(normal*m_rbA.getInvMass(), m_rbA.getInvInertiaTensorWorld()*ftorqueAxis1,impulse); | 
|---|
| 318 |                                 bodyB.applyImpulse(normal*m_rbB.getInvMass(), m_rbB.getInvInertiaTensorWorld()*ftorqueAxis2,-impulse); | 
|---|
| 319 |                  | 
|---|
| 320 |                         } | 
|---|
| 321 |                 } | 
|---|
| 322 |  | 
|---|
| 323 |                 // apply motor | 
|---|
| 324 |                 if (m_bMotorEnabled) | 
|---|
| 325 |                 { | 
|---|
| 326 |                         // compute current and predicted transforms | 
|---|
| 327 |                         btTransform trACur = m_rbA.getCenterOfMassTransform(); | 
|---|
| 328 |                         btTransform trBCur = m_rbB.getCenterOfMassTransform(); | 
|---|
| 329 |                         btVector3 omegaA; bodyA.getAngularVelocity(omegaA); | 
|---|
| 330 |                         btVector3 omegaB; bodyB.getAngularVelocity(omegaB); | 
|---|
| 331 |                         btTransform trAPred; trAPred.setIdentity();  | 
|---|
| 332 |                         btVector3 zerovec(0,0,0); | 
|---|
| 333 |                         btTransformUtil::integrateTransform( | 
|---|
| 334 |                                 trACur, zerovec, omegaA, timeStep, trAPred); | 
|---|
| 335 |                         btTransform trBPred; trBPred.setIdentity();  | 
|---|
| 336 |                         btTransformUtil::integrateTransform( | 
|---|
| 337 |                                 trBCur, zerovec, omegaB, timeStep, trBPred); | 
|---|
| 338 |  | 
|---|
| 339 |                         // compute desired transforms in world | 
|---|
| 340 |                         btTransform trPose(m_qTarget); | 
|---|
| 341 |                         btTransform trABDes = m_rbBFrame * trPose * m_rbAFrame.inverse(); | 
|---|
| 342 |                         btTransform trADes = trBPred * trABDes; | 
|---|
| 343 |                         btTransform trBDes = trAPred * trABDes.inverse(); | 
|---|
| 344 |  | 
|---|
| 345 |                         // compute desired omegas in world | 
|---|
| 346 |                         btVector3 omegaADes, omegaBDes; | 
|---|
| 347 |                          | 
|---|
| 348 |                         btTransformUtil::calculateVelocity(trACur, trADes, timeStep, zerovec, omegaADes); | 
|---|
| 349 |                         btTransformUtil::calculateVelocity(trBCur, trBDes, timeStep, zerovec, omegaBDes); | 
|---|
| 350 |  | 
|---|
| 351 |                         // compute delta omegas | 
|---|
| 352 |                         btVector3 dOmegaA = omegaADes - omegaA; | 
|---|
| 353 |                         btVector3 dOmegaB = omegaBDes - omegaB; | 
|---|
| 354 |  | 
|---|
| 355 |                         // compute weighted avg axis of dOmega (weighting based on inertias) | 
|---|
| 356 |                         btVector3 axisA, axisB; | 
|---|
| 357 |                         btScalar kAxisAInv = 0, kAxisBInv = 0; | 
|---|
| 358 |  | 
|---|
| 359 |                         if (dOmegaA.length2() > SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 360 |                         { | 
|---|
| 361 |                                 axisA = dOmegaA.normalized(); | 
|---|
| 362 |                                 kAxisAInv = getRigidBodyA().computeAngularImpulseDenominator(axisA); | 
|---|
| 363 |                         } | 
|---|
| 364 |  | 
|---|
| 365 |                         if (dOmegaB.length2() > SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 366 |                         { | 
|---|
| 367 |                                 axisB = dOmegaB.normalized(); | 
|---|
| 368 |                                 kAxisBInv = getRigidBodyB().computeAngularImpulseDenominator(axisB); | 
|---|
| 369 |                         } | 
|---|
| 370 |  | 
|---|
| 371 |                         btVector3 avgAxis = kAxisAInv * axisA + kAxisBInv * axisB; | 
|---|
| 372 |  | 
|---|
| 373 |                         static bool bDoTorque = true; | 
|---|
| 374 |                         if (bDoTorque && avgAxis.length2() > SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 375 |                         { | 
|---|
| 376 |                                 avgAxis.normalize(); | 
|---|
| 377 |                                 kAxisAInv = getRigidBodyA().computeAngularImpulseDenominator(avgAxis); | 
|---|
| 378 |                                 kAxisBInv = getRigidBodyB().computeAngularImpulseDenominator(avgAxis); | 
|---|
| 379 |                                 btScalar kInvCombined = kAxisAInv + kAxisBInv; | 
|---|
| 380 |  | 
|---|
| 381 |                                 btVector3 impulse = (kAxisAInv * dOmegaA - kAxisBInv * dOmegaB) / | 
|---|
| 382 |                                                                         (kInvCombined * kInvCombined); | 
|---|
| 383 |  | 
|---|
| 384 |                                 if (m_maxMotorImpulse >= 0) | 
|---|
| 385 |                                 { | 
|---|
| 386 |                                         btScalar fMaxImpulse = m_maxMotorImpulse; | 
|---|
| 387 |                                         if (m_bNormalizedMotorStrength) | 
|---|
| 388 |                                                 fMaxImpulse = fMaxImpulse/kAxisAInv; | 
|---|
| 389 |  | 
|---|
| 390 |                                         btVector3 newUnclampedAccImpulse = m_accMotorImpulse + impulse; | 
|---|
| 391 |                                         btScalar  newUnclampedMag = newUnclampedAccImpulse.length(); | 
|---|
| 392 |                                         if (newUnclampedMag > fMaxImpulse) | 
|---|
| 393 |                                         { | 
|---|
| 394 |                                                 newUnclampedAccImpulse.normalize(); | 
|---|
| 395 |                                                 newUnclampedAccImpulse *= fMaxImpulse; | 
|---|
| 396 |                                                 impulse = newUnclampedAccImpulse - m_accMotorImpulse; | 
|---|
| 397 |                                         } | 
|---|
| 398 |                                         m_accMotorImpulse += impulse; | 
|---|
| 399 |                                 } | 
|---|
| 400 |  | 
|---|
| 401 |                                 btScalar  impulseMag  = impulse.length(); | 
|---|
| 402 |                                 btVector3 impulseAxis =  impulse / impulseMag; | 
|---|
| 403 |  | 
|---|
| 404 |                                 bodyA.applyImpulse(btVector3(0,0,0), m_rbA.getInvInertiaTensorWorld()*impulseAxis, impulseMag); | 
|---|
| 405 |                                 bodyB.applyImpulse(btVector3(0,0,0), m_rbB.getInvInertiaTensorWorld()*impulseAxis, -impulseMag); | 
|---|
| 406 |  | 
|---|
| 407 |                         } | 
|---|
| 408 |                 } | 
|---|
| 409 |                 else // no motor: do a little damping | 
|---|
| 410 |                 { | 
|---|
| 411 |                         const btVector3& angVelA = getRigidBodyA().getAngularVelocity(); | 
|---|
| 412 |                         const btVector3& angVelB = getRigidBodyB().getAngularVelocity(); | 
|---|
| 413 |                         btVector3 relVel = angVelB - angVelA; | 
|---|
| 414 |                         if (relVel.length2() > SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 415 |                         { | 
|---|
| 416 |                                 btVector3 relVelAxis = relVel.normalized(); | 
|---|
| 417 |                                 btScalar m_kDamping =  btScalar(1.) / | 
|---|
| 418 |                                         (getRigidBodyA().computeAngularImpulseDenominator(relVelAxis) + | 
|---|
| 419 |                                          getRigidBodyB().computeAngularImpulseDenominator(relVelAxis)); | 
|---|
| 420 |                                 btVector3 impulse = m_damping * m_kDamping * relVel; | 
|---|
| 421 |  | 
|---|
| 422 |                                 btScalar  impulseMag  = impulse.length(); | 
|---|
| 423 |                                 btVector3 impulseAxis = impulse / impulseMag; | 
|---|
| 424 |                                 bodyA.applyImpulse(btVector3(0,0,0), m_rbA.getInvInertiaTensorWorld()*impulseAxis, impulseMag); | 
|---|
| 425 |                                 bodyB.applyImpulse(btVector3(0,0,0), m_rbB.getInvInertiaTensorWorld()*impulseAxis, -impulseMag); | 
|---|
| 426 |                         } | 
|---|
| 427 |                 } | 
|---|
| 428 |  | 
|---|
| 429 |                 // joint limits | 
|---|
| 430 |                 { | 
|---|
| 431 |                         ///solve angular part | 
|---|
| 432 |                         btVector3 angVelA; | 
|---|
| 433 |                         bodyA.getAngularVelocity(angVelA); | 
|---|
| 434 |                         btVector3 angVelB; | 
|---|
| 435 |                         bodyB.getAngularVelocity(angVelB); | 
|---|
| 436 |  | 
|---|
| 437 |                         // solve swing limit | 
|---|
| 438 |                         if (m_solveSwingLimit) | 
|---|
| 439 |                         { | 
|---|
| 440 |                                 btScalar amplitude = m_swingLimitRatio * m_swingCorrection*m_biasFactor/timeStep; | 
|---|
| 441 |                                 btScalar relSwingVel = (angVelB - angVelA).dot(m_swingAxis); | 
|---|
| 442 |                                 if (relSwingVel > 0) | 
|---|
| 443 |                                         amplitude += m_swingLimitRatio * relSwingVel * m_relaxationFactor; | 
|---|
| 444 |                                 btScalar impulseMag = amplitude * m_kSwing; | 
|---|
| 445 |  | 
|---|
| 446 |                                 // Clamp the accumulated impulse | 
|---|
| 447 |                                 btScalar temp = m_accSwingLimitImpulse; | 
|---|
| 448 |                                 m_accSwingLimitImpulse = btMax(m_accSwingLimitImpulse + impulseMag, btScalar(0.0) ); | 
|---|
| 449 |                                 impulseMag = m_accSwingLimitImpulse - temp; | 
|---|
| 450 |  | 
|---|
| 451 |                                 btVector3 impulse = m_swingAxis * impulseMag; | 
|---|
| 452 |  | 
|---|
| 453 |                                 // don't let cone response affect twist | 
|---|
| 454 |                                 // (this can happen since body A's twist doesn't match body B's AND we use an elliptical cone limit) | 
|---|
| 455 |                                 { | 
|---|
| 456 |                                         btVector3 impulseTwistCouple = impulse.dot(m_twistAxisA) * m_twistAxisA; | 
|---|
| 457 |                                         btVector3 impulseNoTwistCouple = impulse - impulseTwistCouple; | 
|---|
| 458 |                                         impulse = impulseNoTwistCouple; | 
|---|
| 459 |                                 } | 
|---|
| 460 |  | 
|---|
| 461 |                                 impulseMag = impulse.length(); | 
|---|
| 462 |                                 btVector3 noTwistSwingAxis = impulse / impulseMag; | 
|---|
| 463 |  | 
|---|
| 464 |                                 bodyA.applyImpulse(btVector3(0,0,0), m_rbA.getInvInertiaTensorWorld()*noTwistSwingAxis, impulseMag); | 
|---|
| 465 |                                 bodyB.applyImpulse(btVector3(0,0,0), m_rbB.getInvInertiaTensorWorld()*noTwistSwingAxis, -impulseMag); | 
|---|
| 466 |                         } | 
|---|
| 467 |  | 
|---|
| 468 |  | 
|---|
| 469 |                         // solve twist limit | 
|---|
| 470 |                         if (m_solveTwistLimit) | 
|---|
| 471 |                         { | 
|---|
| 472 |                                 btScalar amplitude = m_twistLimitRatio * m_twistCorrection*m_biasFactor/timeStep; | 
|---|
| 473 |                                 btScalar relTwistVel = (angVelB - angVelA).dot( m_twistAxis ); | 
|---|
| 474 |                                 if (relTwistVel > 0) // only damp when moving towards limit (m_twistAxis flipping is important) | 
|---|
| 475 |                                         amplitude += m_twistLimitRatio * relTwistVel * m_relaxationFactor; | 
|---|
| 476 |                                 btScalar impulseMag = amplitude * m_kTwist; | 
|---|
| 477 |  | 
|---|
| 478 |                                 // Clamp the accumulated impulse | 
|---|
| 479 |                                 btScalar temp = m_accTwistLimitImpulse; | 
|---|
| 480 |                                 m_accTwistLimitImpulse = btMax(m_accTwistLimitImpulse + impulseMag, btScalar(0.0) ); | 
|---|
| 481 |                                 impulseMag = m_accTwistLimitImpulse - temp; | 
|---|
| 482 |  | 
|---|
| 483 |                                 btVector3 impulse = m_twistAxis * impulseMag; | 
|---|
| 484 |  | 
|---|
| 485 |                                 bodyA.applyImpulse(btVector3(0,0,0), m_rbA.getInvInertiaTensorWorld()*m_twistAxis,impulseMag); | 
|---|
| 486 |                                 bodyB.applyImpulse(btVector3(0,0,0), m_rbB.getInvInertiaTensorWorld()*m_twistAxis,-impulseMag); | 
|---|
| 487 |                         }                | 
|---|
| 488 |                 } | 
|---|
| 489 |         } | 
|---|
| 490 |  | 
|---|
| 491 | } | 
|---|
| 492 |  | 
|---|
| 493 | //----------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 494 |  | 
|---|
| 495 | void    btConeTwistConstraint::updateRHS(btScalar       timeStep) | 
|---|
| 496 | { | 
|---|
| 497 |         (void)timeStep; | 
|---|
| 498 |  | 
|---|
| 499 | } | 
|---|
| 500 |  | 
|---|
| 501 | //----------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 502 |  | 
|---|
| 503 | void btConeTwistConstraint::calcAngleInfo() | 
|---|
| 504 | { | 
|---|
| 505 |         m_swingCorrection = btScalar(0.); | 
|---|
| 506 |         m_twistLimitSign = btScalar(0.); | 
|---|
| 507 |         m_solveTwistLimit = false; | 
|---|
| 508 |         m_solveSwingLimit = false; | 
|---|
| 509 |  | 
|---|
| 510 |         btVector3 b1Axis1,b1Axis2,b1Axis3; | 
|---|
| 511 |         btVector3 b2Axis1,b2Axis2; | 
|---|
| 512 |  | 
|---|
| 513 |         b1Axis1 = getRigidBodyA().getCenterOfMassTransform().getBasis() * this->m_rbAFrame.getBasis().getColumn(0); | 
|---|
| 514 |         b2Axis1 = getRigidBodyB().getCenterOfMassTransform().getBasis() * this->m_rbBFrame.getBasis().getColumn(0); | 
|---|
| 515 |  | 
|---|
| 516 |         btScalar swing1=btScalar(0.),swing2 = btScalar(0.); | 
|---|
| 517 |  | 
|---|
| 518 |         btScalar swx=btScalar(0.),swy = btScalar(0.); | 
|---|
| 519 |         btScalar thresh = btScalar(10.); | 
|---|
| 520 |         btScalar fact; | 
|---|
| 521 |  | 
|---|
| 522 |         // Get Frame into world space | 
|---|
| 523 |         if (m_swingSpan1 >= btScalar(0.05f)) | 
|---|
| 524 |         { | 
|---|
| 525 |                 b1Axis2 = getRigidBodyA().getCenterOfMassTransform().getBasis() * this->m_rbAFrame.getBasis().getColumn(1); | 
|---|
| 526 |                 swx = b2Axis1.dot(b1Axis1); | 
|---|
| 527 |                 swy = b2Axis1.dot(b1Axis2); | 
|---|
| 528 |                 swing1  = btAtan2Fast(swy, swx); | 
|---|
| 529 |                 fact = (swy*swy + swx*swx) * thresh * thresh; | 
|---|
| 530 |                 fact = fact / (fact + btScalar(1.0)); | 
|---|
| 531 |                 swing1 *= fact;  | 
|---|
| 532 |         } | 
|---|
| 533 |  | 
|---|
| 534 |         if (m_swingSpan2 >= btScalar(0.05f)) | 
|---|
| 535 |         { | 
|---|
| 536 |                 b1Axis3 = getRigidBodyA().getCenterOfMassTransform().getBasis() * this->m_rbAFrame.getBasis().getColumn(2);                      | 
|---|
| 537 |                 swx = b2Axis1.dot(b1Axis1); | 
|---|
| 538 |                 swy = b2Axis1.dot(b1Axis3); | 
|---|
| 539 |                 swing2  = btAtan2Fast(swy, swx); | 
|---|
| 540 |                 fact = (swy*swy + swx*swx) * thresh * thresh; | 
|---|
| 541 |                 fact = fact / (fact + btScalar(1.0)); | 
|---|
| 542 |                 swing2 *= fact;  | 
|---|
| 543 |         } | 
|---|
| 544 |  | 
|---|
| 545 |         btScalar RMaxAngle1Sq = 1.0f / (m_swingSpan1*m_swingSpan1);              | 
|---|
| 546 |         btScalar RMaxAngle2Sq = 1.0f / (m_swingSpan2*m_swingSpan2);      | 
|---|
| 547 |         btScalar EllipseAngle = btFabs(swing1*swing1)* RMaxAngle1Sq + btFabs(swing2*swing2) * RMaxAngle2Sq; | 
|---|
| 548 |  | 
|---|
| 549 |         if (EllipseAngle > 1.0f) | 
|---|
| 550 |         { | 
|---|
| 551 |                 m_swingCorrection = EllipseAngle-1.0f; | 
|---|
| 552 |                 m_solveSwingLimit = true; | 
|---|
| 553 |                 // Calculate necessary axis & factors | 
|---|
| 554 |                 m_swingAxis = b2Axis1.cross(b1Axis2* b2Axis1.dot(b1Axis2) + b1Axis3* b2Axis1.dot(b1Axis3)); | 
|---|
| 555 |                 m_swingAxis.normalize(); | 
|---|
| 556 |                 btScalar swingAxisSign = (b2Axis1.dot(b1Axis1) >= 0.0f) ? 1.0f : -1.0f; | 
|---|
| 557 |                 m_swingAxis *= swingAxisSign; | 
|---|
| 558 |         } | 
|---|
| 559 |  | 
|---|
| 560 |         // Twist limits | 
|---|
| 561 |         if (m_twistSpan >= btScalar(0.)) | 
|---|
| 562 |         { | 
|---|
| 563 |                 btVector3 b2Axis2 = getRigidBodyB().getCenterOfMassTransform().getBasis() * this->m_rbBFrame.getBasis().getColumn(1); | 
|---|
| 564 |                 btQuaternion rotationArc = shortestArcQuat(b2Axis1,b1Axis1); | 
|---|
| 565 |                 btVector3 TwistRef = quatRotate(rotationArc,b2Axis2);  | 
|---|
| 566 |                 btScalar twist = btAtan2Fast( TwistRef.dot(b1Axis3), TwistRef.dot(b1Axis2) ); | 
|---|
| 567 |                 m_twistAngle = twist; | 
|---|
| 568 |  | 
|---|
| 569 | //              btScalar lockedFreeFactor = (m_twistSpan > btScalar(0.05f)) ? m_limitSoftness : btScalar(0.); | 
|---|
| 570 |                 btScalar lockedFreeFactor = (m_twistSpan > btScalar(0.05f)) ? btScalar(1.0f) : btScalar(0.); | 
|---|
| 571 |                 if (twist <= -m_twistSpan*lockedFreeFactor) | 
|---|
| 572 |                 { | 
|---|
| 573 |                         m_twistCorrection = -(twist + m_twistSpan); | 
|---|
| 574 |                         m_solveTwistLimit = true; | 
|---|
| 575 |                         m_twistAxis = (b2Axis1 + b1Axis1) * 0.5f; | 
|---|
| 576 |                         m_twistAxis.normalize(); | 
|---|
| 577 |                         m_twistAxis *= -1.0f; | 
|---|
| 578 |                 } | 
|---|
| 579 |                 else if (twist >  m_twistSpan*lockedFreeFactor) | 
|---|
| 580 |                 { | 
|---|
| 581 |                         m_twistCorrection = (twist - m_twistSpan); | 
|---|
| 582 |                         m_solveTwistLimit = true; | 
|---|
| 583 |                         m_twistAxis = (b2Axis1 + b1Axis1) * 0.5f; | 
|---|
| 584 |                         m_twistAxis.normalize(); | 
|---|
| 585 |                 } | 
|---|
| 586 |         } | 
|---|
| 587 | } // btConeTwistConstraint::calcAngleInfo() | 
|---|
| 588 |  | 
|---|
| 589 |  | 
|---|
| 590 | static btVector3 vTwist(1,0,0); // twist axis in constraint's space | 
|---|
| 591 |  | 
|---|
| 592 | //----------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 593 |  | 
|---|
| 594 | void btConeTwistConstraint::calcAngleInfo2() | 
|---|
| 595 | { | 
|---|
| 596 |         m_swingCorrection = btScalar(0.); | 
|---|
| 597 |         m_twistLimitSign = btScalar(0.); | 
|---|
| 598 |         m_solveTwistLimit = false; | 
|---|
| 599 |         m_solveSwingLimit = false; | 
|---|
| 600 |  | 
|---|
| 601 |         { | 
|---|
| 602 |                 // compute rotation of A wrt B (in constraint space) | 
|---|
| 603 |                 btQuaternion qA = getRigidBodyA().getCenterOfMassTransform().getRotation() * m_rbAFrame.getRotation(); | 
|---|
| 604 |                 btQuaternion qB = getRigidBodyB().getCenterOfMassTransform().getRotation() * m_rbBFrame.getRotation(); | 
|---|
| 605 |                 btQuaternion qAB = qB.inverse() * qA; | 
|---|
| 606 |  | 
|---|
| 607 |                 // split rotation into cone and twist | 
|---|
| 608 |                 // (all this is done from B's perspective. Maybe I should be averaging axes...) | 
|---|
| 609 |                 btVector3 vConeNoTwist = quatRotate(qAB, vTwist); vConeNoTwist.normalize(); | 
|---|
| 610 |                 btQuaternion qABCone  = shortestArcQuat(vTwist, vConeNoTwist); qABCone.normalize(); | 
|---|
| 611 |                 btQuaternion qABTwist = qABCone.inverse() * qAB; qABTwist.normalize(); | 
|---|
| 612 |  | 
|---|
| 613 |                 if (m_swingSpan1 >= m_fixThresh && m_swingSpan2 >= m_fixThresh) | 
|---|
| 614 |                 { | 
|---|
| 615 |                         btScalar swingAngle, swingLimit = 0; btVector3 swingAxis; | 
|---|
| 616 |                         computeConeLimitInfo(qABCone, swingAngle, swingAxis, swingLimit); | 
|---|
| 617 |  | 
|---|
| 618 |                         if (swingAngle > swingLimit * m_limitSoftness) | 
|---|
| 619 |                         { | 
|---|
| 620 |                                 m_solveSwingLimit = true; | 
|---|
| 621 |  | 
|---|
| 622 |                                 // compute limit ratio: 0->1, where | 
|---|
| 623 |                                 // 0 == beginning of soft limit | 
|---|
| 624 |                                 // 1 == hard/real limit | 
|---|
| 625 |                                 m_swingLimitRatio = 1.f; | 
|---|
| 626 |                                 if (swingAngle < swingLimit && m_limitSoftness < 1.f - SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 627 |                                 { | 
|---|
| 628 |                                         m_swingLimitRatio = (swingAngle - swingLimit * m_limitSoftness)/ | 
|---|
| 629 |                                                                                 (swingLimit - swingLimit * m_limitSoftness); | 
|---|
| 630 |                                 }                                | 
|---|
| 631 |  | 
|---|
| 632 |                                 // swing correction tries to get back to soft limit | 
|---|
| 633 |                                 m_swingCorrection = swingAngle - (swingLimit * m_limitSoftness); | 
|---|
| 634 |  | 
|---|
| 635 |                                 // adjustment of swing axis (based on ellipse normal) | 
|---|
| 636 |                                 adjustSwingAxisToUseEllipseNormal(swingAxis); | 
|---|
| 637 |  | 
|---|
| 638 |                                 // Calculate necessary axis & factors            | 
|---|
| 639 |                                 m_swingAxis = quatRotate(qB, -swingAxis); | 
|---|
| 640 |  | 
|---|
| 641 |                                 m_twistAxisA.setValue(0,0,0); | 
|---|
| 642 |  | 
|---|
| 643 |                                 m_kSwing =  btScalar(1.) / | 
|---|
| 644 |                                         (getRigidBodyA().computeAngularImpulseDenominator(m_swingAxis) + | 
|---|
| 645 |                                          getRigidBodyB().computeAngularImpulseDenominator(m_swingAxis)); | 
|---|
| 646 |                         } | 
|---|
| 647 |                 } | 
|---|
| 648 |                 else | 
|---|
| 649 |                 { | 
|---|
| 650 |                         // you haven't set any limits; | 
|---|
| 651 |                         // or you're trying to set at least one of the swing limits too small. (if so, do you really want a conetwist constraint?) | 
|---|
| 652 |                         // anyway, we have either hinge or fixed joint | 
|---|
| 653 |                         btVector3 ivA = getRigidBodyA().getCenterOfMassTransform().getBasis() * m_rbAFrame.getBasis().getColumn(0); | 
|---|
| 654 |                         btVector3 jvA = getRigidBodyA().getCenterOfMassTransform().getBasis() * m_rbAFrame.getBasis().getColumn(1); | 
|---|
| 655 |                         btVector3 kvA = getRigidBodyA().getCenterOfMassTransform().getBasis() * m_rbAFrame.getBasis().getColumn(2); | 
|---|
| 656 |                         btVector3 ivB = getRigidBodyB().getCenterOfMassTransform().getBasis() * m_rbBFrame.getBasis().getColumn(0); | 
|---|
| 657 |                         btVector3 target; | 
|---|
| 658 |                         btScalar x = ivB.dot(ivA); | 
|---|
| 659 |                         btScalar y = ivB.dot(jvA); | 
|---|
| 660 |                         btScalar z = ivB.dot(kvA); | 
|---|
| 661 |                         if((m_swingSpan1 < m_fixThresh) && (m_swingSpan2 < m_fixThresh)) | 
|---|
| 662 |                         { // fixed. We'll need to add one more row to constraint | 
|---|
| 663 |                                 if((!btFuzzyZero(y)) || (!(btFuzzyZero(z)))) | 
|---|
| 664 |                                 { | 
|---|
| 665 |                                         m_solveSwingLimit = true; | 
|---|
| 666 |                                         m_swingAxis = -ivB.cross(ivA); | 
|---|
| 667 |                                 } | 
|---|
| 668 |                         } | 
|---|
| 669 |                         else | 
|---|
| 670 |                         { | 
|---|
| 671 |                                 if(m_swingSpan1 < m_fixThresh) | 
|---|
| 672 |                                 { // hinge around Y axis | 
|---|
| 673 |                                         if(!(btFuzzyZero(y))) | 
|---|
| 674 |                                         { | 
|---|
| 675 |                                                 m_solveSwingLimit = true; | 
|---|
| 676 |                                                 if(m_swingSpan2 >= m_fixThresh) | 
|---|
| 677 |                                                 { | 
|---|
| 678 |                                                         y = btScalar(0.f); | 
|---|
| 679 |                                                         btScalar span2 = btAtan2(z, x); | 
|---|
| 680 |                                                         if(span2 > m_swingSpan2) | 
|---|
| 681 |                                                         { | 
|---|
| 682 |                                                                 x = btCos(m_swingSpan2); | 
|---|
| 683 |                                                                 z = btSin(m_swingSpan2); | 
|---|
| 684 |                                                         } | 
|---|
| 685 |                                                         else if(span2 < -m_swingSpan2) | 
|---|
| 686 |                                                         { | 
|---|
| 687 |                                                                 x =  btCos(m_swingSpan2); | 
|---|
| 688 |                                                                 z = -btSin(m_swingSpan2); | 
|---|
| 689 |                                                         } | 
|---|
| 690 |                                                 } | 
|---|
| 691 |                                         } | 
|---|
| 692 |                                 } | 
|---|
| 693 |                                 else | 
|---|
| 694 |                                 { // hinge around Z axis | 
|---|
| 695 |                                         if(!btFuzzyZero(z)) | 
|---|
| 696 |                                         { | 
|---|
| 697 |                                                 m_solveSwingLimit = true; | 
|---|
| 698 |                                                 if(m_swingSpan1 >= m_fixThresh) | 
|---|
| 699 |                                                 { | 
|---|
| 700 |                                                         z = btScalar(0.f); | 
|---|
| 701 |                                                         btScalar span1 = btAtan2(y, x); | 
|---|
| 702 |                                                         if(span1 > m_swingSpan1) | 
|---|
| 703 |                                                         { | 
|---|
| 704 |                                                                 x = btCos(m_swingSpan1); | 
|---|
| 705 |                                                                 y = btSin(m_swingSpan1); | 
|---|
| 706 |                                                         } | 
|---|
| 707 |                                                         else if(span1 < -m_swingSpan1) | 
|---|
| 708 |                                                         { | 
|---|
| 709 |                                                                 x =  btCos(m_swingSpan1); | 
|---|
| 710 |                                                                 y = -btSin(m_swingSpan1); | 
|---|
| 711 |                                                         } | 
|---|
| 712 |                                                 } | 
|---|
| 713 |                                         } | 
|---|
| 714 |                                 } | 
|---|
| 715 |                                 target[0] = x * ivA[0] + y * jvA[0] + z * kvA[0]; | 
|---|
| 716 |                                 target[1] = x * ivA[1] + y * jvA[1] + z * kvA[1]; | 
|---|
| 717 |                                 target[2] = x * ivA[2] + y * jvA[2] + z * kvA[2]; | 
|---|
| 718 |                                 target.normalize(); | 
|---|
| 719 |                                 m_swingAxis = -ivB.cross(target); | 
|---|
| 720 |                                 m_swingCorrection = m_swingAxis.length(); | 
|---|
| 721 |                                 m_swingAxis.normalize(); | 
|---|
| 722 |                         } | 
|---|
| 723 |                 } | 
|---|
| 724 |  | 
|---|
| 725 |                 if (m_twistSpan >= btScalar(0.f)) | 
|---|
| 726 |                 { | 
|---|
| 727 |                         btVector3 twistAxis; | 
|---|
| 728 |                         computeTwistLimitInfo(qABTwist, m_twistAngle, twistAxis); | 
|---|
| 729 |  | 
|---|
| 730 |                         if (m_twistAngle > m_twistSpan*m_limitSoftness) | 
|---|
| 731 |                         { | 
|---|
| 732 |                                 m_solveTwistLimit = true; | 
|---|
| 733 |  | 
|---|
| 734 |                                 m_twistLimitRatio = 1.f; | 
|---|
| 735 |                                 if (m_twistAngle < m_twistSpan && m_limitSoftness < 1.f - SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 736 |                                 { | 
|---|
| 737 |                                         m_twistLimitRatio = (m_twistAngle - m_twistSpan * m_limitSoftness)/ | 
|---|
| 738 |                                                                                 (m_twistSpan  - m_twistSpan * m_limitSoftness); | 
|---|
| 739 |                                 } | 
|---|
| 740 |  | 
|---|
| 741 |                                 // twist correction tries to get back to soft limit | 
|---|
| 742 |                                 m_twistCorrection = m_twistAngle - (m_twistSpan * m_limitSoftness); | 
|---|
| 743 |  | 
|---|
| 744 |                                 m_twistAxis = quatRotate(qB, -twistAxis); | 
|---|
| 745 |  | 
|---|
| 746 |                                 m_kTwist = btScalar(1.) / | 
|---|
| 747 |                                         (getRigidBodyA().computeAngularImpulseDenominator(m_twistAxis) + | 
|---|
| 748 |                                          getRigidBodyB().computeAngularImpulseDenominator(m_twistAxis)); | 
|---|
| 749 |                         } | 
|---|
| 750 |  | 
|---|
| 751 |                         if (m_solveSwingLimit) | 
|---|
| 752 |                                 m_twistAxisA = quatRotate(qA, -twistAxis); | 
|---|
| 753 |                 } | 
|---|
| 754 |                 else | 
|---|
| 755 |                 { | 
|---|
| 756 |                         m_twistAngle = btScalar(0.f); | 
|---|
| 757 |                 } | 
|---|
| 758 |         } | 
|---|
| 759 | } // btConeTwistConstraint::calcAngleInfo2() | 
|---|
| 760 |  | 
|---|
| 761 |  | 
|---|
| 762 |  | 
|---|
| 763 | // given a cone rotation in constraint space, (pre: twist must already be removed) | 
|---|
| 764 | // this method computes its corresponding swing angle and axis. | 
|---|
| 765 | // more interestingly, it computes the cone/swing limit (angle) for this cone "pose". | 
|---|
| 766 | void btConeTwistConstraint::computeConeLimitInfo(const btQuaternion& qCone, | 
|---|
| 767 |                                                                                                  btScalar& swingAngle, // out | 
|---|
| 768 |                                                                                                  btVector3& vSwingAxis, // out | 
|---|
| 769 |                                                                                                  btScalar& swingLimit) // out | 
|---|
| 770 | { | 
|---|
| 771 |         swingAngle = qCone.getAngle(); | 
|---|
| 772 |         if (swingAngle > SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 773 |         { | 
|---|
| 774 |                 vSwingAxis = btVector3(qCone.x(), qCone.y(), qCone.z()); | 
|---|
| 775 |                 vSwingAxis.normalize(); | 
|---|
| 776 |                 if (fabs(vSwingAxis.x()) > SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 777 |                 { | 
|---|
| 778 |                         // non-zero twist?! this should never happen. | 
|---|
| 779 |                         int wtf = 0; wtf = wtf; | 
|---|
| 780 |                 } | 
|---|
| 781 |  | 
|---|
| 782 |                 // Compute limit for given swing. tricky: | 
|---|
| 783 |                 // Given a swing axis, we're looking for the intersection with the bounding cone ellipse. | 
|---|
| 784 |                 // (Since we're dealing with angles, this ellipse is embedded on the surface of a sphere.) | 
|---|
| 785 |  | 
|---|
| 786 |                 // For starters, compute the direction from center to surface of ellipse. | 
|---|
| 787 |                 // This is just the perpendicular (ie. rotate 2D vector by PI/2) of the swing axis. | 
|---|
| 788 |                 // (vSwingAxis is the cone rotation (in z,y); change vars and rotate to (x,y) coords.) | 
|---|
| 789 |                 btScalar xEllipse =  vSwingAxis.y(); | 
|---|
| 790 |                 btScalar yEllipse = -vSwingAxis.z(); | 
|---|
| 791 |  | 
|---|
| 792 |                 // Now, we use the slope of the vector (using x/yEllipse) and find the length | 
|---|
| 793 |                 // of the line that intersects the ellipse: | 
|---|
| 794 |                 //  x^2   y^2 | 
|---|
| 795 |                 //  --- + --- = 1, where a and b are semi-major axes 2 and 1 respectively (ie. the limits) | 
|---|
| 796 |                 //  a^2   b^2 | 
|---|
| 797 |                 // Do the math and it should be clear. | 
|---|
| 798 |  | 
|---|
| 799 |                 swingLimit = m_swingSpan1; // if xEllipse == 0, we have a pure vSwingAxis.z rotation: just use swingspan1 | 
|---|
| 800 |                 if (fabs(xEllipse) > SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 801 |                 { | 
|---|
| 802 |                         btScalar surfaceSlope2 = (yEllipse*yEllipse)/(xEllipse*xEllipse); | 
|---|
| 803 |                         btScalar norm = 1 / (m_swingSpan2 * m_swingSpan2); | 
|---|
| 804 |                         norm += surfaceSlope2 / (m_swingSpan1 * m_swingSpan1); | 
|---|
| 805 |                         btScalar swingLimit2 = (1 + surfaceSlope2) / norm; | 
|---|
| 806 |                         swingLimit = sqrt(swingLimit2); | 
|---|
| 807 |                 } | 
|---|
| 808 |  | 
|---|
| 809 |                 // test! | 
|---|
| 810 |                 /*swingLimit = m_swingSpan2; | 
|---|
| 811 |                 if (fabs(vSwingAxis.z()) > SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 812 |                 { | 
|---|
| 813 |                 btScalar mag_2 = m_swingSpan1*m_swingSpan1 + m_swingSpan2*m_swingSpan2; | 
|---|
| 814 |                 btScalar sinphi = m_swingSpan2 / sqrt(mag_2); | 
|---|
| 815 |                 btScalar phi = asin(sinphi); | 
|---|
| 816 |                 btScalar theta = atan2(fabs(vSwingAxis.y()),fabs(vSwingAxis.z())); | 
|---|
| 817 |                 btScalar alpha = 3.14159f - theta - phi; | 
|---|
| 818 |                 btScalar sinalpha = sin(alpha); | 
|---|
| 819 |                 swingLimit = m_swingSpan1 * sinphi/sinalpha; | 
|---|
| 820 |                 }*/ | 
|---|
| 821 |         } | 
|---|
| 822 |         else if (swingAngle < 0) | 
|---|
| 823 |         { | 
|---|
| 824 |                 // this should never happen! | 
|---|
| 825 |                 int wtf = 0; wtf = wtf; | 
|---|
| 826 |         } | 
|---|
| 827 | } | 
|---|
| 828 |  | 
|---|
| 829 | btVector3 btConeTwistConstraint::GetPointForAngle(btScalar fAngleInRadians, btScalar fLength) const | 
|---|
| 830 | { | 
|---|
| 831 |         // compute x/y in ellipse using cone angle (0 -> 2*PI along surface of cone) | 
|---|
| 832 |         btScalar xEllipse = btCos(fAngleInRadians); | 
|---|
| 833 |         btScalar yEllipse = btSin(fAngleInRadians); | 
|---|
| 834 |  | 
|---|
| 835 |         // Use the slope of the vector (using x/yEllipse) and find the length | 
|---|
| 836 |         // of the line that intersects the ellipse: | 
|---|
| 837 |         //  x^2   y^2 | 
|---|
| 838 |         //  --- + --- = 1, where a and b are semi-major axes 2 and 1 respectively (ie. the limits) | 
|---|
| 839 |         //  a^2   b^2 | 
|---|
| 840 |         // Do the math and it should be clear. | 
|---|
| 841 |  | 
|---|
| 842 |         float swingLimit = m_swingSpan1; // if xEllipse == 0, just use axis b (1) | 
|---|
| 843 |         if (fabs(xEllipse) > SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 844 |         { | 
|---|
| 845 |                 btScalar surfaceSlope2 = (yEllipse*yEllipse)/(xEllipse*xEllipse); | 
|---|
| 846 |                 btScalar norm = 1 / (m_swingSpan2 * m_swingSpan2); | 
|---|
| 847 |                 norm += surfaceSlope2 / (m_swingSpan1 * m_swingSpan1); | 
|---|
| 848 |                 btScalar swingLimit2 = (1 + surfaceSlope2) / norm; | 
|---|
| 849 |                 swingLimit = sqrt(swingLimit2); | 
|---|
| 850 |         } | 
|---|
| 851 |  | 
|---|
| 852 |         // convert into point in constraint space: | 
|---|
| 853 |         // note: twist is x-axis, swing 1 and 2 are along the z and y axes respectively | 
|---|
| 854 |         btVector3 vSwingAxis(0, xEllipse, -yEllipse); | 
|---|
| 855 |         btQuaternion qSwing(vSwingAxis, swingLimit); | 
|---|
| 856 |         btVector3 vPointInConstraintSpace(fLength,0,0); | 
|---|
| 857 |         return quatRotate(qSwing, vPointInConstraintSpace); | 
|---|
| 858 | } | 
|---|
| 859 |  | 
|---|
| 860 | // given a twist rotation in constraint space, (pre: cone must already be removed) | 
|---|
| 861 | // this method computes its corresponding angle and axis. | 
|---|
| 862 | void btConeTwistConstraint::computeTwistLimitInfo(const btQuaternion& qTwist, | 
|---|
| 863 |                                                                                                   btScalar& twistAngle, // out | 
|---|
| 864 |                                                                                                   btVector3& vTwistAxis) // out | 
|---|
| 865 | { | 
|---|
| 866 |         btQuaternion qMinTwist = qTwist; | 
|---|
| 867 |         twistAngle = qTwist.getAngle(); | 
|---|
| 868 |  | 
|---|
| 869 |         if (twistAngle > SIMD_PI) // long way around. flip quat and recalculate. | 
|---|
| 870 |         { | 
|---|
| 871 |                 qMinTwist = operator-(qTwist); | 
|---|
| 872 |                 twistAngle = qMinTwist.getAngle(); | 
|---|
| 873 |         } | 
|---|
| 874 |         if (twistAngle < 0) | 
|---|
| 875 |         { | 
|---|
| 876 |                 // this should never happen | 
|---|
| 877 |                 int wtf = 0; wtf = wtf;                  | 
|---|
| 878 |         } | 
|---|
| 879 |  | 
|---|
| 880 |         vTwistAxis = btVector3(qMinTwist.x(), qMinTwist.y(), qMinTwist.z()); | 
|---|
| 881 |         if (twistAngle > SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 882 |                 vTwistAxis.normalize(); | 
|---|
| 883 | } | 
|---|
| 884 |  | 
|---|
| 885 |  | 
|---|
| 886 | void btConeTwistConstraint::adjustSwingAxisToUseEllipseNormal(btVector3& vSwingAxis) const | 
|---|
| 887 | { | 
|---|
| 888 |         // the swing axis is computed as the "twist-free" cone rotation, | 
|---|
| 889 |         // but the cone limit is not circular, but elliptical (if swingspan1 != swingspan2). | 
|---|
| 890 |         // so, if we're outside the limits, the closest way back inside the cone isn't  | 
|---|
| 891 |         // along the vector back to the center. better (and more stable) to use the ellipse normal. | 
|---|
| 892 |  | 
|---|
| 893 |         // convert swing axis to direction from center to surface of ellipse | 
|---|
| 894 |         // (ie. rotate 2D vector by PI/2) | 
|---|
| 895 |         btScalar y = -vSwingAxis.z(); | 
|---|
| 896 |         btScalar z =  vSwingAxis.y(); | 
|---|
| 897 |  | 
|---|
| 898 |         // do the math... | 
|---|
| 899 |         if (fabs(z) > SIMD_EPSILON) // avoid division by 0. and we don't need an update if z == 0. | 
|---|
| 900 |         { | 
|---|
| 901 |                 // compute gradient/normal of ellipse surface at current "point" | 
|---|
| 902 |                 btScalar grad = y/z; | 
|---|
| 903 |                 grad *= m_swingSpan2 / m_swingSpan1; | 
|---|
| 904 |  | 
|---|
| 905 |                 // adjust y/z to represent normal at point (instead of vector to point) | 
|---|
| 906 |                 if (y > 0) | 
|---|
| 907 |                         y =  fabs(grad * z); | 
|---|
| 908 |                 else | 
|---|
| 909 |                         y = -fabs(grad * z); | 
|---|
| 910 |  | 
|---|
| 911 |                 // convert ellipse direction back to swing axis | 
|---|
| 912 |                 vSwingAxis.setZ(-y); | 
|---|
| 913 |                 vSwingAxis.setY( z); | 
|---|
| 914 |                 vSwingAxis.normalize(); | 
|---|
| 915 |         } | 
|---|
| 916 | } | 
|---|
| 917 |  | 
|---|
| 918 |  | 
|---|
| 919 |  | 
|---|
| 920 | void btConeTwistConstraint::setMotorTarget(const btQuaternion &q) | 
|---|
| 921 | { | 
|---|
| 922 |         btTransform trACur = m_rbA.getCenterOfMassTransform(); | 
|---|
| 923 |         btTransform trBCur = m_rbB.getCenterOfMassTransform(); | 
|---|
| 924 |         btTransform trABCur = trBCur.inverse() * trACur; | 
|---|
| 925 |         btQuaternion qABCur = trABCur.getRotation(); | 
|---|
| 926 |         btTransform trConstraintCur = (trBCur * m_rbBFrame).inverse() * (trACur * m_rbAFrame); | 
|---|
| 927 |         btQuaternion qConstraintCur = trConstraintCur.getRotation(); | 
|---|
| 928 |  | 
|---|
| 929 |         btQuaternion qConstraint = m_rbBFrame.getRotation().inverse() * q * m_rbAFrame.getRotation(); | 
|---|
| 930 |         setMotorTargetInConstraintSpace(qConstraint); | 
|---|
| 931 | } | 
|---|
| 932 |  | 
|---|
| 933 |  | 
|---|
| 934 | void btConeTwistConstraint::setMotorTargetInConstraintSpace(const btQuaternion &q) | 
|---|
| 935 | { | 
|---|
| 936 |         m_qTarget = q; | 
|---|
| 937 |  | 
|---|
| 938 |         // clamp motor target to within limits | 
|---|
| 939 |         { | 
|---|
| 940 |                 btScalar softness = 1.f;//m_limitSoftness; | 
|---|
| 941 |  | 
|---|
| 942 |                 // split into twist and cone | 
|---|
| 943 |                 btVector3 vTwisted = quatRotate(m_qTarget, vTwist); | 
|---|
| 944 |                 btQuaternion qTargetCone  = shortestArcQuat(vTwist, vTwisted); qTargetCone.normalize(); | 
|---|
| 945 |                 btQuaternion qTargetTwist = qTargetCone.inverse() * m_qTarget; qTargetTwist.normalize(); | 
|---|
| 946 |  | 
|---|
| 947 |                 // clamp cone | 
|---|
| 948 |                 if (m_swingSpan1 >= btScalar(0.05f) && m_swingSpan2 >= btScalar(0.05f)) | 
|---|
| 949 |                 { | 
|---|
| 950 |                         btScalar swingAngle, swingLimit; btVector3 swingAxis; | 
|---|
| 951 |                         computeConeLimitInfo(qTargetCone, swingAngle, swingAxis, swingLimit); | 
|---|
| 952 |  | 
|---|
| 953 |                         if (fabs(swingAngle) > SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 954 |                         { | 
|---|
| 955 |                                 if (swingAngle > swingLimit*softness) | 
|---|
| 956 |                                         swingAngle = swingLimit*softness; | 
|---|
| 957 |                                 else if (swingAngle < -swingLimit*softness) | 
|---|
| 958 |                                         swingAngle = -swingLimit*softness; | 
|---|
| 959 |                                 qTargetCone = btQuaternion(swingAxis, swingAngle); | 
|---|
| 960 |                         } | 
|---|
| 961 |                 } | 
|---|
| 962 |  | 
|---|
| 963 |                 // clamp twist | 
|---|
| 964 |                 if (m_twistSpan >= btScalar(0.05f)) | 
|---|
| 965 |                 { | 
|---|
| 966 |                         btScalar twistAngle; btVector3 twistAxis; | 
|---|
| 967 |                         computeTwistLimitInfo(qTargetTwist, twistAngle, twistAxis); | 
|---|
| 968 |  | 
|---|
| 969 |                         if (fabs(twistAngle) > SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 970 |                         { | 
|---|
| 971 |                                 // eddy todo: limitSoftness used here??? | 
|---|
| 972 |                                 if (twistAngle > m_twistSpan*softness) | 
|---|
| 973 |                                         twistAngle = m_twistSpan*softness; | 
|---|
| 974 |                                 else if (twistAngle < -m_twistSpan*softness) | 
|---|
| 975 |                                         twistAngle = -m_twistSpan*softness; | 
|---|
| 976 |                                 qTargetTwist = btQuaternion(twistAxis, twistAngle); | 
|---|
| 977 |                         } | 
|---|
| 978 |                 } | 
|---|
| 979 |  | 
|---|
| 980 |                 m_qTarget = qTargetCone * qTargetTwist; | 
|---|
| 981 |         } | 
|---|
| 982 | } | 
|---|
| 983 |  | 
|---|
| 984 |  | 
|---|
| 985 | //----------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 986 | //----------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 987 | //----------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 988 |  | 
|---|
| 989 |  | 
|---|