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--- talit:csharp_oop [2023-05-03 14:48] – [Zusatzaufgaben] hof
+++ talit:csharp_oop [2023-06-14 05:08] (aktuell) – [Physics] hof
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 ===== Zusatzaufgaben =====
-. Verwende 2D-Vektoren, um eine Hierarchie von geometrischen Figuren zu definieren, die auf eine `Canvas` (Leinwand) gezeichnet werden können. [[https://github.com/tkilla77/ksr_talit_oopcs|Dieses Repo]] hilft dir beim Start.
-. Ideen für Erweiterungen:
-. Mehr Figuren (`Circle`... [[https://www.researchgate.net/figure/The-hierarchy-of-the-Shape-class-and-its-subclasses_fig2_269038030|noch mehr]])
-. Eine `public void move(Vector v)` Methode auf `Figure`, die es erlaubt, jede Figur zu bewegen (Wie? Zum Beispiel, indem alle Punkte der Figur bewegt werden - vielleicht benötigt ja `Vector` eine `move` Methode?)
 . Für 3er Vektoren soll nun auch das **Vektorprodukt** berechnet werden können. [[https://de.wikipedia.org/wiki/Kreuzprodukt#Komponentenweise_Berechnung|Wikipedia Vektorprodukt]]\\ \\
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 . Erweitere deine Klasse mit weiteren sinnvollen Methoden usw.\\ \\
 . Falls du sehr motiviert bist, könntest du eine Klasse *Matrix* definieren, mit der man Matrizen-Rechnungen durchführen kann.
+===== 2D-Drawing =====
+Ziel dieses Projekts: eine 2D-Zeichen-Bibliothek mit OO in C# schreiben, die es erlaubt, eine Zeichnung aus verschiedenen Objekten zu kombinieren und als Bild oder am Bildschirm auszugeben.
+Dazu benötigen wir:
+  * eine solide 2D-Vektor Klasse (s.o.)
+  * eine Hierarchie von 2D-Figuren (Figure, Polygon, Circle, Oval...)
+  * 2D-Figuren sollen Eigenschaften haben wie:
+    * Stroke (Rand: Farbe, Breite, Strichart: dashed / solid)
+    * Fill (Füllung: Farbe inkl. Transparenz)
+  * eine Canvas (Leinwand), auf der die Figuren gezeichnet werden.
+[[https://github.com/tkilla77/ksr_talit_oopcs/tree/simple|Dieses Repo]] hilft dir beim Start.
+**Hausaufgaben**
+  * 2023-05-24
+    * Diese Figur zeichnen können:
+    * Nötige Canvas Anpassungen kommen noch ins obige Repo rein.
+ {{:talit:pasted:20230510-125031.png?nolink&400}}
+==== Ideen für Erweiterungen ====
+  * Mehr Figuren (`Circle`... [[https://www.researchgate.net/figure/The-hierarchy-of-the-Shape-class-and-its-subclasses_fig2_269038030|noch mehr]])
+  * 2D-Figuren kombinieren (add/subtract von Flächen): kannst du dieses Gemälde malen?
+{{:talit:pasted:20230510-124710.png?nolink&400}}
+==== Physics ====
+{{ :talit:physics.mp4|}}
+  * Simple Scene:
+    * Figures platzieren
+    * https://github.com/tkilla77/ksr_talit_oopcs/tree/simple
+  * Bewegung!
+    * Eine `public void move(Vector v)` Methode auf `Figure`, die es erlaubt, jede Figur zu bewegen (Wie? Zum Beispiel, indem alle Punkte der Figur bewegt werden - vielleicht benötigt ja `Vector` eine `move` Methode?)
+    * Der Körper bewegt sich ohne externen Einflüsse mit einer konstanten Geschwindigkeit ($\frac{m}{s}$).
+    * Achtung, die Geschwindikeit ist ein Vector-Wert!
+    * In jedem Schritt berechnet sich die Translation aus der Geschwindigkeit und der seit dem letzten Update vergangenen Zeit (`elapsedSeconds`).
+    * `Vector translation = speed * elapsedSeconds;` - dafür muss unsere `Vector`-Klasse die Skalarmultiplikation unterstützen.
+    * Einheiten:
+      * Achtung, wenn der Speed die Einheit $\frac{m}{s}$ hat, müssen wir die Meter irgendwie in Pixel umwandeln, damit das ganze Sinn macht.
+      * Eine genaue Umrechnung ist nicht nötig, wir können davon ausgehen, dass 1m ca. 6000 Pixel entspricht (bei 150dpi - dots per inch).
+  * Lasse deine sich bewegenden Figures mit den Wänden interagieren:
+    - *Collision Detection*: Erkenne eine Kollision des Gegenstands mit der Wand.
+    - *Mirroring*: Ändere das Vorzeichen die Geschwindigkeit in der Kollisionsrichtung.
+    - *Attenuation*: Ist die Kollision nicht perfekt elastisch, so geht ein Anteil der Energie beim Aufprall verloren.
+  * Gravitation:
+    * In jedem Update-Schritt sollen die beweglichen Körper eine Kraft senkrecht nach unten wirken, die die Figure beschleunigt.
+    * Die Beschleunigung ist auf der Erdoberfläche $9.81 \frac{m}{s^2}$.
+    * Die Änderung der Geschwindigkeit berechnet sich also aus `elapsedSeconds * gravitational_acceleration`.
+    * Oder `speed.Components[1] += elapsedSeconds * gravitational_acceleration` (angenommen, die Y-Komponente ist die Richtung der Gravitation).
+  * Medium:
+    * In unserer Simulation verhalten sich Seifenblase, Ping-Pong-Ball und Stahlkugel genau gleich, weshalb?
+      * *Tipp*: im Vakuum wäre dies tatsächlich der Fall...
+    * Wenn wir davon ausgehen, dass unsere Box mit einem Medium (Luft, Wasser...) gefüllt ist, so führen Widerstand und Auftrieb zu einer Differenzierung.
+      * Triff Annahmen für das Volumen und die Masse des Körpers
+        * Interpretiere z.B. einen Kreis als Kugel.
+        * Triff Annahmen für die Dichte von Körper und Medium ($\frac{kg}{m^3}$).
+      * [[wpde>Strömungswiderstand]]: Ist annähernd proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit $v$, und proportional zum Querschnitt des Körpers $A$ sowie der Dichte des Mediums $\rho$: $F_\mathrm{W} = c_\mathrm{W} \, A \, \frac{1}{2} \, \rho v^2$
+        * Führe eine Term für den Widerstand in die Geschwindigkeitsberechung ein!
+        * Experimentiere mit dem Faktor (dem [[wpde>Strömungswiderstandskoeffizient]] $c_\mathrm{W}$).
+      * [[wpde>Statischer_Auftrieb|Statischer Auftrieb]]: Dieser ist proportional zur Menge des verdrängten Mediums, was wir aus dem Körpervolumen und der Dichte des Mediums berechnen können..
+  * General Collisions
+    * Figures erhalten eine BoundingBox (containing Rectangle)
+    * Scene untersucht für alle möglichen Paare von Körpern, ob sie sich berühren und führt die Kollision aus.