Electric potential
電位を計算して3次元表示する教材。
画面下部の赤丸（正電荷）・青丸（負電荷）をドラッグして緑の四角の中に入れると、
上の画面が変更されます。
上の画面はマウスドラッグで視点変更、↑↓キーでカメラ距離変更できます。
追記：定数を少しいじりました（3/10,14:10）
/**
* Copyright Nicolas ( http://wonderfl.net/user/Nicolas )
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*/
/*
電位を計算して3次元表示する教材。
画面下部の赤丸（正電荷）・青丸（負電荷）をドラッグして緑の四角の中に入れると、
上の画面が変更されます。
上の画面はマウスドラッグで視点変更、↑↓キーでカメラ距離変更できます。
追記：定数を少しいじりました（3/10,14:10）
*/
package
{
import flash.display.Sprite;
import flash.display.Graphics;
import flash.events.Event;
import org.papervision3d.core.geom.renderables.Vertex3D;
[SWF(width="465",height="465",backgroundColor="#CCCCCC")]
public class Main extends Sprite
{
private var canvas:canvas3D;
private var charges:Array;
public function Main()
{
//3Dキャンバス
canvas = new canvas3D(465, 300);
addChild(canvas);
//2Dフィールド
var field2D:Sprite = new Sprite();
var fg:Graphics = field2D.graphics;
fg.beginFill(0xFFFFFF);
fg.lineStyle(2, 0x00CC99);
fg.drawRect(-75, -75, 150, 150);
fg.endFill();
fg.moveTo(0, -75); fg.lineTo(0, 75); fg.moveTo(-75, 0); fg.lineTo(75, 0);
field2D.x = 225; field2D.y = 380;
addChild(field2D);
//電荷
charges = [
new PCharge(), new PCharge(), new PCharge(),
new NCharge(), new NCharge(), new NCharge()
];
for (var i:int = 0; i < charges.length; i++)
{
var c:Charge = charges[i] as Charge;
c.x = -90;
c.y = 20 * i - 65;
field2D.addChild(c);
c.addEventListener(Event.CHANGE, changeHandler);
}
}
private function changeHandler(e:Event):void
{
var vertices:Array = canvas.v;
for (var i:int = 0; i < vertices.length; i++)
{
var v:Vertex3D = vertices[i];
var tempV:Number = 0;
for (var j:int = 0; j < charges.length; j++)
{
var c:Charge = charges[j];
//2Dフィールドの座標を3Dキャンバスの座標に対応させる
var cx:Number = c.x / 150 * 500;
var cy:Number = c.y / 150 * 500;
//電位を計算
if(c.x > -75 && c.y > -75 && c.x < 75 && c.y < 75)
tempV += 500 * c.q / Math.sqrt((v.x - cx)*(v.x - cx) + (v.y - cy)*(v.y - cy))
}
v.z = tempV;
}
}
}
}
import flash.display.Graphics;
import flash.events.Event;
import flash.events.KeyboardEvent;
import org.papervision3d.view.BasicView;
import org.papervision3d.materials.WireframeMaterial;
import org.papervision3d.objects.primitives.Plane;
class canvas3D extends BasicView
{
public var v:Array;
private var r:Number = 800;
private var theta:Number = 60;
private var phi:Number = -90;
private var mouseDownX:Number;
private var mouseDownY:Number;
public function canvas3D(w:uint, h:uint)
{
super(w, h, false);
var g:Graphics = this.graphics;
g.beginFill(0x000000);
g.drawRect(0, 0, w, h);
g.endFill();
var m:WireframeMaterial = new WireframeMaterial(0xFF0000);
m.doubleSided = true;
var field:Plane = new Plane(m, 500, 500, 30, 30);
field.rotationX = -90;
scene.addChild(field);
setCameraPosition(r, theta, phi);
camera.zoom = 80;
startRendering();
v = field.geometry.vertices;
addEventListener(Event.ADDED_TO_STAGE, function(e:Event):void
{
addEventListener(MouseEvent.MOUSE_DOWN, function(e:MouseEvent):void
{
//マウスダウン位置を記録
mouseDownX = mouseX;
mouseDownY = mouseY;
addEventListener(MouseEvent.MOUSE_MOVE, mouseMoveHandler);
});
stage.addEventListener(MouseEvent.MOUSE_UP, function(e:MouseEvent):void
{
removeEventListener(MouseEvent.MOUSE_MOVE, mouseMoveHandler);
});
stage.addEventListener(KeyboardEvent.KEY_DOWN, keyDownHandler);
});
}
/**
* カメラの位置を極座標から直交座標に変換する。
* @param $r
* @param $theta
* @param $phi
*/
private function setCameraPosition($r:Number, $theta:Number, $phi:Number):void {
var thetaRad:Number = $theta / 180 * Math.PI;
var phiRad:Number = $phi / 180 * Math.PI;
camera.x = -$r * Math.sin(thetaRad) * Math.cos(phiRad);
camera.y = $r * Math.cos(thetaRad);
camera.z = $r * Math.sin(thetaRad) * Math.sin(phiRad);
}
/**
* ドラッグ量を角度に変換し、カメラの位置を設定する。
* @param e
*/
private function mouseMoveHandler(e:MouseEvent):void
{
if (e.buttonDown) {
phi += e.stageX - mouseDownX;
theta -= e.stageY - mouseDownY;
if (theta > 179) theta = 179;
if (theta < 1) theta = 1;
if (phi < -180) phi = -179;
if (phi > 0) phi = -1;
setCameraPosition(r, theta, phi);//直交座標に変換
mouseDownX = e.stageX;
mouseDownY = e.stageY;
}
}
/**
* カメラの中心からの距離を設定する。↑：近づく、↓：遠ざかる。
* @param e
*/
private function keyDownHandler(e:KeyboardEvent):void
{
switch(e.keyCode)
{
case 38:
r -= 50;
setCameraPosition(r, theta, phi);
break;
case 40:
r += 50;
setCameraPosition(r, theta, phi);
break;
}
}
}
import flash.display.Sprite;
import flash.events.MouseEvent;
import flash.events.Event;
class Charge extends Sprite
{
public var q:Number = 0;
private var ev:Event = new Event(Event.CHANGE);
public function Charge()
{
init();
}
private function init():void
{
buttonMode = true;
addEventListener(MouseEvent.MOUSE_DOWN, function(e:MouseEvent):void {
startDrag();
} );
addEventListener(MouseEvent.MOUSE_UP, function(e:MouseEvent):void {
stopDrag();
if(y < -75) y = -75;
dispatchEvent(ev);
} );
}
}
import flash.display.Sprite;
class PCharge extends Charge
{
public function PCharge()
{
q = 10;
var g:Graphics = this.graphics;
g.beginFill(0xFF0000);
g.drawCircle(0, 0, 5);
g.endFill();
}
}
import flash.display.Sprite;
class NCharge extends Charge
{
public function NCharge()
{
q = -10;
var g:Graphics = this.graphics;
g.beginFill(0x0000FF);
g.drawCircle(0, 0, 5);
g.endFill();
}
}