万有引力の法則を利用したゲームの制作.ppt

《万有引力の法則を利用したゲームの制作.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万有引力の法則を利用したゲームの制作大阪工業大学情報科学部情報科学科学生番号　A05-027苧谷　真行研究目的本研究では、万有引力の働く空間での物体の動きや変化を目で見てもらうことで、背景の物理についての理解を深めてもらうことを目的として制作した。プログラムの使用言語はJavaを使用し、物体の運動はニュートンの運動法則をRunge-Kutta法で計算し解くことで表現する。疑ニュートンの要素として重力源をブラックホールと模倣し、ブラックホール周辺での物体の運動を体感してもらう。ニュートン力学での運動法則１つの物体Aとその周りを運動する物体Bを考えたときのニュートンの運動方程式を解くことで

2、物体の運動を表す。このとき、G:万有引力定数M:物体Aの質量m:物体Bの質量r:物体A、B間の距離である。この式を応用することで重力源の数を増やすこともできる。疑ニュートンの要素での運動法則ニュートン力学での運動に疑ニュートンの要素を追加したときの運動方程式物体A、B間の距離:rをr-aと置き換えた式である。疑ニュートンとはブラックホールを模倣することができる要素であり、ブラックホールの半径をシヴァルツシルト半径：aで表す。本研究のプログラムではシヴァルツシルト半径の　大きさを変えることができる。ニュートン力学での運動黄色の線が運動する物体の軌道、赤い点が重力源である。物体が閉じた楕円運

3、動をしていることがわかる。疑ニュートンの要素での運動ニュートン力学での運動と同条件のときにシヴァルツシルト半径a=1.5としたときの物体の運動である。閉じた運動ではなく、模様を描くよう運動していることがわかる。設定パネルSTART&STOPボタンで計算の開始と中止を切り替えることができる。RESETボタンで計算を中止し、入力されている数値を読み込む。軌跡ボタンで物体の運動の軌跡のONOFFを切り替える。物体の座標、初速度、発射角度を入力することで物体の初期位置を指定することができる。疑ニュートンポテンシャルを入力することで物体の運動に変化を与えられる。重力点ボタンを押すことで重力点の数を

4、１と２で切り替えることができる。モード１:シミュレータゲームではなく物体の運動をシミュレータとして見ることができるモード。図は重力源１のときの楕円運動と、重力源２のときの八の字運動である。モード２：ブロック崩し中心点が斥力を発する空間でのブロック崩しである。斥力のため物体は赤い矢印のような動きをする。ブロックを1つ壊すごとにSCOREに100加算される。中心点にぶつかるか、画面下枠から外にでると残数が減り、残数が0でGAMEOVERとなる。モード3：的当て物体の発射角度と初速度を設定して目標の青い玉を狙うゲームである。このとき物体のX座標とY座標は固定されている。黒のフィールド内のみ運動

5、が可能で灰色の枠外に出た場合は物体の運動が止まり、そこから再度発射することになる。まとめ万有引力という物理法則を体感、理解してもらうために考えたルールや設定をゲームとしての形に成せた。万有引力を生かしたゲームのルールや設定を考えるためにシミュレータ部分を強化し、様々な物体の動きを検証する必要があった。