Verlet Physics engine 2

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Nate the Great
 #1
Hi this is a continuation of my previous physics thread because it was too long and took forever to load.

Here is my most recent code you still need heightmap1.bmp posted at the bottom

Graphics3D 640,480,0,2
SeedRnd(MilliSecs())




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;;;;;;Temporary camera stuff;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
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cam = CreateCamera()
;CameraRange cam,.01,50
CameraZoom cam,2
TurnEntity cam,0,90,0
TurnEntity cam,20,0,0
MoveEntity cam,16,0,-35
MoveEntity cam,0,0,-85

lit = CreateLight()
TurnEntity lit,90,0,0

;plane = CreatePlane()
;EntityColor plane,32,32,64
;EntityAlpha plane,.9

;EntityType plane,3

;mir = CreateMirror()

Map = LoadTerrain("Heightmap1.bmp")
TerrainDetail map,10000
ScaleEntity map,4,50,4
MoveEntity map,-128,-50,-128



grass = LoadTexture("Grass.png")
EntityTexture map,grass
ScaleTexture grass,20,20
EntityColor map,0,100,0

EntityType map,3
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Global VerletType = 1					;Collision Types
Global RBodyType = 2
Global RigidBodyNum = 0
Global groundtype = 3

;Collisions VerletType,RBodyType,2,2  	;Sets Collision Types
;Collisions VerletType,VerletType,1,2
Collisions verletType,GroundType,2,2

Type Verlet								;Verlet type Contains:
	Field Active						;Determines if the verlet is an active verlet or a verlet used for orientation
	Field Mass#							;Gives the verlet a mass
	Field x#,y#,z#						;Gives the verlet an x,y,z cooridnate
	Field vx#,vy#,vz#					;Gives the verlet a velocity in 3d
	Field ox#,oy#,oz#					;Stores the old x,y,z coordinates to figure out the velocity of the verlet
	Field piv,ent						;Gives the verlet a pivot point and names the verlet's entity
	Field Col,ID						;Col tells if the verlet has collided yet and ID tells what entity and verlet group the verlet belongs to
End Type	

Type Constraint							;Constraints constrain the verlets to certain distances from eachother
	Field v1.verlet						;First verlet in constraint
	Field v2.verlet						;Second verlet in constraint
	Field length#						;Length of the constraint
End Type

Type Rigidbody										;Rigidbody is used as a reference for all of the verlets that belong to a mesh
	Field Ent										;Ent is the entity that is acting as the rigid body
	Field ID										;ID is the ID that all of the verlets in this mesh are attatched to
	Field x#,y#,z#									;X,Y,Z coordinates of the mesh
	Field Yaw#,pitch#,Roll#							;Yaw,Pitch,Roll coordinates of the mesh
	Field lf.verlet,lb.verlet,rf.verlet,rb.verlet	;The verlets that are inactive and are used to orient the mesh
	Field lfd.verlet,lbd.verlet,rfd.verlet,rbd.verlet;The verlets that are inactive and are used to orient the mesh	
	Field c.verlet,idl								;The central Verlet
End Type





SetBuffer BackBuffer()

;cube = CreateCube()
;EntityAlpha cube,0
;MoveEntity cube,0,3,0
;applyphysics(cube,10,False)

;cube1 = CreateCube()
;EntityAlpha cube,0
;MoveEntity cube1,10,8,70
;applyphysics(cube1,10,False)

Dim cube2(50)
tmp = 1

timer = MilliSecs()
cnter = 0
While Not KeyDown(1)
Cls




If KeyHit(57) Then
	cube2(tmp) = CreateSphere(4)
	;ScaleEntity cube2(tmp),3,3,3
	MoveEntity cube2(tmp),Rnd(-100,100),2,Rnd(-100,100)
	;MoveEntity cube2(tmp),10,8,70+Rnd(-1,1)
	applyphysics(cube2(tmp),10,False)
	tmp = tmp + 1
EndIf
If KeyDown(200) Then MoveEntity cam,0,0,.5
If KeyDown(208) Then MoveEntity cam,0,0,-.5
If KeyDown(203) Then MoveEntity cam,-.5,0,0
If KeyDown(205) Then MoveEntity cam,.5,0,0
If KeyDown(30) Then MoveEntity cam,0,.5,0
If KeyDown(44) Then MoveEntity cam,0,-.5,0

If KeyDown(21) Then applyforce(cube2(1),-.05,0,0)
If KeyDown(35) Then applyforce(cube2(1),.05,0,0)
If KeyDown(34) Then applyforce(cube2(1),0,0,-.05)
If KeyDown(36) Then applyforce(cube2(1),0,0,.05)

UpdateVerlets()

UpdateConstraints()

DrawVerlets()

UpdateWorld()
detectcollisions()

drawverlets()

positionPhysicsEntity()

RenderWorld()

cnt = 0
For v.verlet = Each verlet
	cnt = cnt + 1
Next

Text 1,1,cnt

cnter = cnter + 1
Text 1,20,"FPS: "+1000/((MilliSecs()-timer)/cnter)

Flip
Wend
End




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;;;;;;Creates a verlet bounding box & creates verlets;;;;;
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Function ApplyPhysics(ent,mass#,stationary)

rigidbodynum = rigidbodynum + 1


;Creates the Rigidbody that all of the verlets are linked to

r.rigidbody = New rigidbody
r\id = rigidbodynum
r\ent = ent
r\x# = EntityX(r\ent)
r\y# = EntityY(r\ent)
r\z# = EntityZ(r\ent)
r\yaw# = EntityYaw(r\ent)
r\pitch# = EntityPitch(r\ent)
r\roll# = EntityRoll(r\ent)
EntityType r\ent,RBodyType
r\idl = stationary

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;Loops through all surfaces and verticies
For k = 1 To CountSurfaces(ent)
	surf = GetSurface(ent,k)
	For index = 0 To CountVertices(surf)-1
		TFormPoint VertexX(surf,index), VertexY(surf, index),VertexZ(surf, index), ent, 0
		CreateVerlet(TFormedX(),TFormedY(),TFormedZ(),mass#,ent,r\ID,True)   ;Creates a verlet for every vertice  Later it deletes duplicate verlets for the sake of stability.
	Next
Next

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;Creates the bounding box verlets that don't react with anything but are used to orient the mesh

r\lf.verlet = CreateVerlet(r\x# - .5 , r\y# - .5, r\z# + .5, 1 , ent , r\ID , False)

r\lb.verlet = CreateVerlet(r\x# - .5 , r\y# - .5, r\z# - .5, 1 , ent , r\ID , False)

r\rf.verlet = CreateVerlet(r\x# + .5 , r\y# - .5, r\z# + .5, 1 , ent , r\ID , False)

r\rb.verlet = CreateVerlet(r\x# + .5 , r\y# - .5, r\z# - .5, 1 , ent , r\ID , False)

r\lfd.verlet = CreateVerlet(r\x# - .5 , r\y# + .5, r\z# + .5, 1 , ent , r\ID , False)

r\lbd.verlet = CreateVerlet(r\x# - .5 , r\y# + .5, r\z# - .5, 1 , ent , r\ID , False)

r\rfd.verlet = CreateVerlet(r\x# + .5 , r\y# + .5, r\z# + .5, 1 , ent , r\ID , False)

r\rbd.verlet = CreateVerlet(r\x# + .5 , r\y# + .5, r\z# - .5, 1 , ent , r\ID , False)

r\c.verlet = CreateVerlet(r\x# , r\y# , r\z#, 1 , ent , r\ID , False)


;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;



;Deletes Duplicate verlets so that the meshes are more stable

For v.verlet = Each verlet
	For vv.verlet = Each verlet
		If vv\ID = v\ID Then
			If vv\piv <> v\piv Then
				If v\x# = vv\x# And v\y# = vv\y# And v\z# = vv\z# And vv\mass <> 0 And v\mass <> 0 Then
					FreeEntity vv\piv
					Delete vv.verlet
				EndIf
			EndIf
		EndIf
	Next
Next

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;This code makes constraints which it links every inside verlet to all eight of the outside verlets but no others

For v.verlet = Each verlet
	If v\ID = rigidbodynum Then
		If r\idl = False Then
			If v\active = True Then
				Createconstraint(v.verlet,r\rf.verlet)              ;Creates constraint
				Createconstraint(v.verlet,r\rb.verlet)
				Createconstraint(v.verlet,r\lf.verlet)
				Createconstraint(v.verlet,r\lb.verlet)
				Createconstraint(v.verlet,r\rfd.verlet)              ;Creates constraint
				Createconstraint(v.verlet,r\rbd.verlet)
				Createconstraint(v.verlet,r\lfd.verlet)
				Createconstraint(v.verlet,r\lbd.verlet)
				Createconstraint(v.verlet,r\c.verlet)
				
			EndIf
		EndIf
	EndIf
Next
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createconstraint(r\rf.verlet,r\c.verlet)
createconstraint(r\rb.verlet,r\c.verlet)
createconstraint(r\lf.verlet,r\c.verlet)
createconstraint(r\lb.verlet,r\c.verlet)
createconstraint(r\rfd.verlet,r\c.verlet)
createconstraint(r\rbd.verlet,r\c.verlet)
createconstraint(r\lfd.verlet,r\c.verlet)
createconstraint(r\lbd.verlet,r\c.verlet)

createconstraint(r\rf.verlet,r\rb.verlet)
createconstraint(r\rf.verlet,r\lf.verlet)
createconstraint(r\rf.verlet,r\lb.verlet)

createconstraint(r\rb.verlet,r\lb.verlet)
createconstraint(r\rb.verlet,r\lf.verlet)

createconstraint(r\lf.verlet,r\lb.verlet)


createconstraint(r\rfd.verlet,r\rbd.verlet)
createconstraint(r\rfd.verlet,r\lfd.verlet)
createconstraint(r\rfd.verlet,r\lbd.verlet)

createconstraint(r\rbd.verlet,r\lbd.verlet)
createconstraint(r\rbd.verlet,r\lfd.verlet)

createconstraint(r\lfd.verlet,r\lbd.verlet)


createconstraint(r\rf.verlet,r\rfd.verlet)
createconstraint(r\lf.verlet,r\lfd.verlet)
createconstraint(r\rb.verlet,r\rbd.verlet)
createconstraint(r\lb.verlet,r\lbd.verlet)

;Deletes duplicate Or reversed constraints  This speeds up the constraint loops very much

For c.constraint = Each constraint
	For cc.constraint = Each constraint
		If c\v1\piv = cc\v1\piv And c\v2\piv = c\v1\piv Then
			Delete cc.constraint
		EndIf
	Next
Next


;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;





End Function














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;;;;;;Creates a verlet at the given x,y,z coordinate;;;;;;
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Function createverlet.verlet(x#,y#,z#,mass#,ent,ID,Active)

	v.Verlet = New Verlet
	v\x# = x#
	v\y# = y#
	v\z# = z#
	v\ox# = v\x#
	v\oy# = v\y#
	v\oz# = v\z#
	v\vx# = 0
	v\vy# = 0
	v\vz# = 0
	v\ent = ent
	v\ID = ID
	v\active = Active
	v\mass# = mass#
	
	v\piv = CreatePivot()
	ScaleEntity v\piv,.2,.2,.2
	PositionEntity v\piv,v\x#,v\y#,v\z#
	
	If active = True Then
		EntityType v\piv,VerletType
		EntityRadius v\piv,.1
	EndIf
	
	Return v
End Function

















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;;;;;;Constrains two verlets together;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
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Function CreateConstraint(v1.verlet,v2.verlet)

	c.constraint = New constraint
	c\v1.verlet = v1.verlet
	c\v2.verlet = v2.verlet
	c\length# = Sqr((c\v1\x#-c\v2\x#)^2 + (c\v1\y#-c\v2\y#)^2 + (c\v1\z#-c\v2\z#)^2)

End Function
























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;;;;;;goes through every verlet and updates it;;;;;;;;;;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
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Function Updateverlets()

For v.verlet = Each verlet
	
	If v\col = True Then
		v\col = False
		fric# = .5
	Else
		fric# = 1
	EndIf
	
	v\vx# = (v\x# - v\ox#)*fric#
	v\vy# = (v\y# - v\oy#)*fric#
	v\vz# = (v\z# - v\oz#)*fric#
	
	v\ox# = v\x#
	v\oy# = v\y#
	v\oz# = v\z#
	
	v\x# = v\x# + v\vx#
	v\y# = v\y# + v\vy# - .004
	v\z# = v\z# + v\vz#
	
	
	For vv.verlet = Each verlet
			If v <> vv And v\id <> vv\id; if not the same verlet or group
				dx# = v\x# - vv\x#
				dy# = v\y# - vv\y#
				dz# = v\z# - vv\z#
				dist# = Sqr ( dx#*dx# + dy#*dy# + dz#*dz# )		
				If dist# < .6 Then
				
					
					Diffx# = ( dist# - .6 ) * ( dx# / dist# )
					Diffy# = ( dist# - .6 ) * ( dy# / dist# )
					Diffz# = ( dist# - .6 ) * ( dz# / dist# )

					v\x# = v\x# - Diffx# ;* .5
					v\y# = v\y# - Diffy# ;* .5
					v\z# = v\z# - Diffz# ;* .5

					vv\x# = vv\x# + Diffx# ;* .5
					vv\y# = vv\y# + Diffy# ;* .5
					vv\z# = vv\z# + Diffz# ;* .5
				EndIf 				
			EndIf
		Next 

;	If v\y# < 0 Then
;		v\y# = 0
;		v\col = True
;	EndIf
	
Next

End Function






















;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
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;;;;;;goes through every constraint and updates it;;;;;;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
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Function UpdateConstraints()

For i = 1 To 10

	For c.constraint = Each constraint
		mx# = ( c\v1\x# - c\v2\x# )
		my# = ( c\v1\y# - c\v2\y# )
		mz# = ( c\v1\z# - c\v2\z# )
		
		dist# = Sqr( (mx)^2 + (my)^2 + (mz)^2 )
		
		mx# = mx# / 2
		my# = my# / 2
		mz# = mz# / 2
		
		If dist# <> 0  Then
			dif# = (dist# - c\length#) / dist#
		EndIf
		
	;	If c\v1\col = False Or i > 5 Then
			c\v1\x# = c\v1\x# - dif# * mx#
			c\v1\y# = c\v1\y# - dif# * my#
			c\v1\z# = c\v1\z# - dif# * mz#
	;	EndIf
	;	If c\v2\col = False Or i > 5 Then
			c\v2\x# = c\v2\x# + dif# * mx#
			c\v2\y# = c\v2\y# + dif# * my#
			c\v2\z# = c\v2\z# + dif# * mz#
	;	EndIf
	Next

Next

End Function



















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;;;;;;positions all verlets;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
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Function Drawverlets()

For v.verlet = Each verlet
	
	PositionEntity v\piv,v\x#,v\y#,v\z#
	
Next

End Function


















;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
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;;;;;;positions all meshes;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
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Function PositionPhysicsEntity()

For r.rigidbody = Each rigidbody
	PositionEntity r\ent,EntityX(r\c\piv),EntityY(r\c\piv),EntityZ(r\c\piv)
	
	;align mesh to verlet cage
	x# = EntityX( r\rf\piv ) - EntityX( r\lf\piv ) + EntityX( r\rb\piv ) - EntityX( r\lb\piv )
	y# = EntityY( r\rf\piv ) - EntityY( r\lf\piv ) + EntityY( r\rb\piv ) - EntityY( r\lb\piv )
	z# = EntityZ( r\rf\piv ) - EntityZ( r\lf\piv ) + EntityZ( r\rb\piv ) - EntityZ( r\lb\piv )
	AlignToVector r\ent, x#,y#,z#,1  
	x# = EntityX( r\rf\piv ) - EntityX( r\rb\piv ) + EntityX( r\lf\piv ) - EntityX( r\lb\piv )
	y# = EntityY( r\rf\piv ) - EntityY( r\rb\piv ) + EntityY( r\lf\piv ) - EntityY( r\lb\piv )
	z# = EntityZ( r\rf\piv ) - EntityZ( r\rb\piv ) + EntityZ( r\lf\piv ) - EntityZ( r\lb\piv )
	AlignToVector r\ent, x#,y#,z#, 3
Next

End Function





















;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;;;;;tests all verlets for collisions;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

Function Detectcollisions()

For v.verlet = Each verlet
	If EntityX(v\piv) <> v\x# Then
		If EntityCollided(v\piv,3) Then
			v\col = True
		EndIf
		v\x# = EntityX(v\piv)
	EndIf
	If EntityY(v\piv) <> v\y# Then
		If EntityCollided(v\piv,3) Then
			v\col = True
		EndIf
		v\y# = EntityY(v\piv)
	EndIf
	If EntityZ(v\piv) <> v\z# Then
		If EntityCollided(v\piv,3) Then
			v\col = True
		EndIf
		v\z# = EntityZ(v\piv)
	EndIf
Next

End Function






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;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;;;;;applies a force to given object;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;


Function applyForce(ent,x#,y#,z#)

For v.verlet = Each verlet
	If v\ent = ent Then
		v\ox# = v\ox# - x#
		v\oy# = v\oy# - y#
		v\oz# = v\oz# - z#
	EndIf
Next

End Function




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http://files.filefront.com/heightmap1bmp/;11773113;/fileinfo.html