[Python] pyBox2D 사용 예제 - 6. 충돌 필터링

import pygame
from pygame.locals import *
from Box2D import *
from Box2D.b2 import *

SCREEN_WD = 640
SCREEN_HT = 480
TARGET_FPS = 60
PPM = 20.0

screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WD, SCREEN_HT), 0, 32)
pygame.display.set_caption("PyBox2D_Example")
clock = pygame.time.Clock()

world = b2World(gravity = (0, -10), doSleep = True)

ground1BodyDef = b2BodyDef()
ground1BodyDef.position.Set(0, 0)
ground1Body = world.CreateBody(ground1BodyDef)
ground1Shape = b2PolygonShape()
ground1Shape.SetAsBox(50, 1)
ground1Body.CreateFixture(shape = ground1Shape)

box1BodyDef = b2BodyDef()
box1BodyDef.type = b2_dynamicBody
box1BodyDef.position.Set(20, 45)
box1BodyDef.angle = 15
box1Body = world.CreateBody(box1BodyDef)
box1Shape = b2PolygonShape()
box1Shape.SetAsBox(2, 1)
box1FixtureDef = b2FixtureDef()
box1FixtureDef.shape = box1Shape
box1FixtureDef.density = 1
box1FixtureDef.friction = 0.3
box1FixtureDef.filter.categoryBits = 0x0002
box1FixtureDef.filter.maskBits = 0x0002 | 0x0001
box1Body.CreateFixture(box1FixtureDef)

circle1BodyDef = b2BodyDef()
circle1BodyDef.type = b2_dynamicBody
circle1BodyDef.position.Set(20, 0.5)
circle1Body = world.CreateBody(circle1BodyDef)
circle1Shape = b2CircleShape()
circle1Shape.radius = 0.5
circle1FixtureDef = b2FixtureDef()
circle1FixtureDef.shape = circle1Shape
circle1FixtureDef.density = 1
circle1FixtureDef.friction = 0.3
circle1FixtureDef.filter.categoryBits = 0x0004
circle1FixtureDef.filter.maskBits = 0x0004 | 0x0001
circle1Body.CreateFixture(circle1FixtureDef)

class MyContactListener(b2ContactListener):
    def BeginContact(self, contact):
        print("BeginContact")
    def EndContact(self, contact):
        print("EndContact")

contactListener = MyContactListener()
world.contactListener = contactListener

timeStep = 1.0 / 60
velIters = 10
posIters = 10

colors = {
    staticBody  : (255,255,255,255),
    dynamicBody : (127,127,127,255),
}

def my_draw_polygon(polygon, body, fixture):
    vertices=[(body.transform*v)*PPM for v in polygon.vertices]
    vertices=[(v[0], SCREEN_HT-v[1]) for v in vertices]
    pygame.draw.polygon(screen, colors[body.type], vertices)
polygonShape.draw=my_draw_polygon

def my_draw_circle(circle, body, fixture):
    position=body.transform*circle.pos*PPM
    position=(position[0], SCREEN_HT-position[1])
    pygame.draw.circle(screen, colors[body.type], [int(x) for x in position], int(circle.radius*PPM))
circleShape.draw=my_draw_circle

running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == QUIT:
            running = False
            continue
        if event.type == KEYDOWN and event.key == K_ESCAPE:
            running = False
            continue

    screen.fill((0, 0, 0, 0))

    for body in world.bodies:
        for fixture in body.fixtures:
            fixture.shape.draw(body, fixture)
                     
    world.Step(timeStep, velIters, posIters)
    pygame.display.flip()
    clock.tick(TARGET_FPS)

pygame.quit()
print("done")

[Python] pyBox2D 사용 예제 - 6. 충돌 필터링

충돌 필터링이란 Fixture들을 카테고리로 분류하여 카테고리간에 충돌이 일어나게 하거나 일어나지 않도록 제어하는 것을 말합니다.

위의 예제 코드에서, static ground body인 지면 위로, dynamic body인 사각형과 원모양이 떨어지는데, 사각형의 충돌 필터는 다음과 같이 정의되어 있습니다.

box1FixtureDef.filter.categoryBits = 0x0002
box1FixtureDef.filter.maskBits = 0x0002 | 0x0001

사각형의 카테고리(categoryBits)를 0x0002로 하며, 상대방의 카테고리가 0x0002나 0x0001 인 경우에만 충돌을 일으킨다는 의미입니다.

원의 충돌 필터는 다음과 같이 정의되어 있습니다.

circle1FixtureDef.filter.categoryBits = 0x0004
circle1FixtureDef.filter.maskBits = 0x0004 | 0x0001

원의 카테고리를 0x0004로 하며, 상대방의 카테고리가 0x0004나 0x0001 인 경우에만 충돌을 일으킨다는 의미입니다.

따라서 이 상태에서 사각형과 원은 서로 충돌하지 않습니다. 다만 categoryBit의 기본초기값은 0x0001이며, static ground body의 categoryBit는 정의되지 않아서 기본초기값을 가지므로 사각형과 원은 지면과는 충돌하여 멈추게 됩니다.

만약 maskBits에서 | 0x0001을 빼버리면 지면과도 충돌하지 않고 통과되어 지나가는 것을 볼 수 있습니다.

사각형과 원을 충돌하게 하려면, 사각형의 maskBits를 0x0004 | 0x0001로 하고, 원의 maskBits를 0x0002 | 0x0001로 하면 됩니다. 한쪽이 아닌 양쪽 모두에 설정되어 있어야 충돌이 일어납니다.

box1FixtureDef.filter.maskBits = 0x0004 | 0x0001

...

circle1FixtureDef.filter.maskBits = 0x0002 | 0x0001

그리고 maskBits를 설정하지 않았을 때, 기본값은 0xFFFF인데, 이는 모든 카테고리와 충돌을 일으킨다는 의미입니다.

다음은 contact listener를 설정하는 코드입니다.

class MyContactListener(b2ContactListener):
    def BeginContact(self, contact):
        print("BeginContact")
    def EndContact(self, contact):
        print("EndContact")

contactListener = MyContactListener()
world.contactListener = contactListener

Contact listener를 설정하게 되면, 어떤 충돌이 시작되고 끝날 때에 해당 call-back 함수가 호출되어 적당한 동작을 실행할 수 있게 해줍니다. 충돌이 시작될 때, BeginContact 함수가, 충돌이 끝났을 때, EndContact 함수가 호출됩니다.