Java 弹丸运动的实现

我用Java创建了一个带有用户界面的投射物运动模拟。 该程序允许用户输入初始值以计算对象的投射物。我目前没有任何设置将投射物绘制到屏幕上

我有一个单独的spring worker线程在后台处理模拟代码

我还添加了碰撞检测，这样当物体撞击地面时，它会反弹并继续这样做，直到循环退出

我的方程式对于我想要达到的目标是不正确的

在以下初始条件下，以下是输出数据的绘图结果：

Initial Conditions:
Angle: 30 degrees;
Initial Speed 8.66 m/s;
Height: 50 m;
Elasticity of object: .5 coefficient of restitution in the y direction;
Acceleration: -9.8 m/s^2;
No acceleration in the x direction

似乎一旦模拟开始，y就变得越来越大，因此循环永远不会自行退出

代码如下：

    //This class will handle all time consuming activities
class Simulation extends SwingWorker<Void, Void>
{
    //Execute time consuming task
    protected Void doInBackground() throws Exception 
    {
        FileWriter fstream = new FileWriter("output.txt");

        BufferedWriter out = new BufferedWriter(fstream);

        double angle = Double.valueOf(angleText.getText());
        double radians = angle * (Math.PI/180); 
        double vel = Double.valueOf(speedText.getText()); 
        double mass = Double.valueOf(massText.getText()); 
        double y = Double.valueOf(heightText.getText());
        double x = 0;
        double epX = Double.valueOf(epxText.getText());
        double epY = Double.valueOf(epyText.getText());
        double ax = Double.valueOf(accxText.getText());
        double ay = Double.valueOf(accyText.getText()); 

        int numBounces = 0;
        double deltaTime = .00000001; 
        double total_velocity = 0.0;
        double time = 0.0;

        String fs; 

        angle = angle * Math.PI / 180; 

        while(numBounces < 10)
        {
            //Increment Time
            time = time + deltaTime;

            //Calculate new values for velocity[x] and velocity[y]
            double vx = (vel*Math.cos(angle)) + ax*time;;
            double vy = (vel*Math.sin(angle)) + ay*time; 

            //Calculate new values for x and y
            x = x + vx*time;
            y = y + vy*time + .5*ay*(time*time); 

            System.out.format("%.3f\n", y); 

            fs = String.format("%f\t %f\t %f\t %f\t %f\t %f\t %f\t\n", ax, ay, x, y, vx, vy, time); 

            out.write(fs); 

            //If ball hits ground: y < 0
            if(y < 0)
            {
                numBounces++;

                System.out.println("Number of Bounces: " + numBounces); 

                //Why is this statement needed if the velocity in the y direction is already being reversed?
                vy = -vy - ay*time; //  vy = -vy - ay*time; 

                //Calculate angle
                angle = Math.atan(vy/vx);

                angle = angle * Math.PI / 180; 

                //Calculate total velocity
                total_velocity = Math.sqrt((vy*vy) + (vx*vx));

                //Velocity with elasticity factored in
                total_velocity = Math.sqrt((epY) * total_velocity);

                //New velocities for when ball makes next trip
                vy = total_velocity*Math.sin(angle); 
                vx = total_velocity*Math.cos(angle);

                out.write(fs); 

            }

            //Draw projectile

                //Thread.sleep(.00001); //Sleep for deltaTime - 10 nanoseconds or draw after n number of points
        }

        out.close(); 

        return null;
    }

    //SwingWorker lets you execute code on the event dispatching thread. Also allows you to update the GUI
    public void done()
    {
        try
        {               
            /*
            rangeText.setText(" " + x);
            heightTText.setText(" " + y); 
            timeText.setText(" " + time);
             */
        }

        catch (Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

//此类将处理所有耗时的活动
类模拟扩展了SwingWorker
{
//执行耗时的任务
受保护的Void doInBackground（）引发异常
{
FileWriter fstream=新的FileWriter（“output.txt”）；
BufferedWriter out=新的BufferedWriter（fstream）；
double angle=double.valueOf（angleText.getText（））；
双弧度=角度*（数学PI/180）；
double-vel=double.valueOf（speedText.getText（））；
double mass=double.valueOf（massText.getText（））；
double y=double.valueOf（heightText.getText（））；
双x=0；
double-epX=double.valueOf（epxText.getText（））；
double-epY=double.valueOf（epyText.getText（））；
double ax=double.valueOf（accxText.getText（））；
double ay=double.valueOf（accyText.getText（））；
int numBounces=0；
双增量=.00000001；
两倍总流速=0.0；
双倍时间=0.0；
字符串fs；
角度=角度*Math.PI/180；
而（数量盎司<10）
{
//增量时间
时间=时间+增量时间；
//计算速度[x]和速度[y]的新值
双vx=（水平*数学cos（角度））+ax*时间；；
双vy=（水平*数学正弦（角度））+ay*时间；
//计算x和y的新值
x=x+vx*时间；
y=y+vy*时间+0.5*ay*（时间*时间）；
系统输出格式（“%.3f\n”，y）；
fs=String.format（“%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t\n”，ax，ay，x，y，vx，vy，time）；
out.write（fs）；
//如果球落地：y<0
if（y<0）
{
numBounces++；
System.out.println（“反弹次数：“+numBounces”）；
//如果y方向上的速度已经反转，为什么需要这个陈述？
vy=-vy-ay*时间；//vy=-vy-ay*时间；
//计算角度
角度=数学atan（vy/vx）；
角度=角度*Math.PI/180；
//计算总速度
总速度=数学sqrt（（vy*vy）+（vx*vx））；
//考虑弹性的速度
总速度=数学sqrt（（epY）*总速度）；
//下一次击球时的新速度
vy=总速度*数学sin（角度）；
vx=总速度*数学cos（角度）；
out.write（fs）；
}
//牵引弹
//Thread.sleep（.00001）；//延迟睡眠时间-10纳秒或在n个点数后绘制
}
out.close（）；
返回null；
}
//SwingWorker允许您在事件调度线程上执行代码。还允许您更新GUI
公众假期结束（）
{
尝试
{               
/*
rangeText.setText（“+x”）；
HeightText.setText（“+y”）；
timeText.setText（“+time”）；
*/
}
捕获（例外e）
{
e、 printStackTrace（）；
}
}
}

可能的问题是什么？ 我猜这可能和角度有关。在以前版本的代码中，我没有考虑角度因素，它工作得很好。此外，我不确定是否必须在GUI上设置边界，以便y不会永远继续

---

我还有一个NullPointerException。

我看到的第一个问题是：

//Calculate angle
angle = Math.atan(vy/vx);
angle = angle * Math.PI / 180; 

Math.atan

已返回弧度值：

返回值的反正切；返回的角度在-pi/2到pi/2的范围内

所以

*Math.PI/180

不会帮你什么忙

第二个问题是：

//Calculate new values for velocity[x] and velocity[y]
double vx = (vel*Math.cos(angle)) + ax*time;;
double vy = (vel*Math.sin(angle)) + ay*time; 

每次通过循环时，这些值都会重新初始化。因为

角度

、

ax

、

ay

和

时间

在循环过程中不能改变，这意味着您总是以相同的

vx

和（正）

vy

结束

vy

应该随着每次循环传递而变小，类似于：

//Calculate initial values for velocity[x] and velocity[y]
double vx = (vel*Math.cos(angle)) + ax*time;
double vy = (vel*Math.sin(angle)) + ay*time; 

while(numBounces < 10) {
    //Increment Time
    time = time + deltaTime;

    //Calculate new values for x and y
    x = x + vx*time;
    y = y + vy*time + .5*ay*(time*time); 

    //Calculate new values for velocity[x] and velocity[y]
    vx += ax * time;
    vy += ay * time;

//计算速度[x]和速度[y]的初始值
双vx=（水平*数学cos（角度））+ax*时间；
双vy=（水平*数学正弦（角度））+ay*时间；
而（数量盎司<10）{
//增量时间
时间=时间+增量时间；
//计算x和y的新值
x=x+vx*时间；
y=y+vy*时间+0.5*ay*（时间*时间）；
//计算速度[x]和速度[y]的新值
vx+=ax*时间；
vy+=ay*时间；

您需要学习如何使用调试器，例如在Eclipse中。然后，您可以在任何需要的地方停止并检查变量，直到您准确地找到错误的方向（或者在本例中没有正确的方向）。您将能够在一分钟左右的时间内找到答案

如果这不是一个选项，开始在控制台中打印关键数据

代码总是有错误的，而且你常常不能仅仅通过查看它来找出它们——不管有多困难，多长时间