02 力反饋 OpenHaptics ConsoleExamples-FrictionlessSphere

本文目的，分析如何產生一個球面上的力（方向垂直於球面）

繼續分析官方demo
在 FrictionlessSphere demo 中，創建了一個球面，由於球面各店的法向量均不相同，相對於上一個demo中平面的力計算要稍微複雜一點點。

力的方向

• 首先判斷裝置位置與球心之間的距離，當距離小於半徑時代表穿透
• 穿透時計算球心指向裝置位置的向量vec，單位化
• 接着根據穿透的程度以及平面硬度（彈簧係數），由胡克定律得到最終的力

demo源碼如下

其中 main 函數沒有變化，只是回調函數的邏輯發生更改

HDCallbackCode HDCALLBACK FrictionlessSphereCallback(void *data)
{
   const double sphereRadius = 40.0;
   const hduVector3Dd spherePosition(0,0,0);
   // 硬度
   const double sphereStiffness = .25;

   hdBeginFrame(hdGetCurrentDevice());
  
   // device 位置.
   hduVector3Dd position;
   hdGetDoublev(HD_CURRENT_POSITION, position);
   
   // device 位置和球心距離
   double distance = (position-spherePosition).magnitude();

   // 當刺破球面時
   if (distance < sphereRadius)
   {
       // 計算穿刺距離
       double penetrationDistance = sphereRadius-distance;

       // 球心到位置方向向量
       hduVector3Dd forceDirection = (position-spherePosition)/distance;

       // 計算力
       double k = sphereStiffness;
       hduVector3Dd x = penetrationDistance*forceDirection;
       hduVector3Dd f = k*x;
       hdSetDoublev(HD_CURRENT_FORCE, f);
   }

   hdEndFrame(hdGetCurrentDevice());

   HDErrorInfo error;
   if (HD_DEVICE_ERROR(error = hdGetError()))
   {
       hduPrintError(stderr, &error, "Error during main scheduler callback\n");
       if (hduIsSchedulerError(&error))
       {
           return HD_CALLBACK_DONE;
       }        
   }
   return HD_CALLBACK_CONTINUE;
}