銃火器のリコイル（反動）のシミュレーション

人体モデルに銃火器を持たせる上で、リアル系FPSばりにリコイルを表現してみたくなった。

ランダムで照準をずらして、連射時に目標を狙いつづけるのが難しくなるようにしてみた。

話の上で、照準のずれ量 a （角度）とその変化速度 ω （角度/秒）を定義する。ピッチとヨーの2軸についてこの値が2次元平面を張ると考えることができる。

基本的には、射撃によって ω が瞬間的に変化するようにし、 a がゼロに近づいていくように制御すればよいのだが、ここで問題になるのは、 gltest のようにシミュレーションステップの時間幅が可変の場合、差分法による求解では、描画時のフレームレートによって挙動が異なってしまうことである。悪い場合には発振や発散にも至る。

そこで、一次のフィードバック系の解析解である指数関数を使って、フレームレートに関わらずリコイルの挙動が決まるようにした。

ソースや動画は「続きを読む」で。


 

以下のソースはリコイルを指数減衰を使ってシミュレートしたものである。照準のずれを kick[i] に格納している。

	double relax, relax2, prelax;
	double accel[2];
	int i;
	relax = exp(-5. * dt2);
	relax2 = (1. - relax) / 5.;
	prelax = exp(-2. * dt2);
	for(i = 0; i < 2; i++){
		accel[i] = (kickvelo[i] * (relax - 1.));
		kickvelo[i] += accel[i];
		accel[i] /= dt2;
		kick[i] += kickvelo[i] * relax2;
		kick[i] *= prelax;
	}

まとめはこちらのページから。

以下の動画は、銃火器の反動をシミュレートしたもの。