/
basic-velocity-vectors.Rmd
174 lines (128 loc) · 5.61 KB
/
basic-velocity-vectors.Rmd
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
---
title: "Velocity Vectors"
output: html_document
vignette: >
%\VignetteIndexEntry{Velocity Vectors}
%\VignetteEngine{knitr::rmarkdown}
%\VignetteEncoding{UTF-8}
---
```{r, include = FALSE}
knitr::opts_chunk$set(
collapse = FALSE,
comment = "#>"
)
library(chipmunkcore)
library(ggplot2)
```
## Basic `Chipmunk`
```{r setup}
library(chipmunkbasic)
library(ggplot2)
set.seed(1)
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Initialize a simulation space
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
cm <- Chipmunk$new()
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Add fixed segments
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
cm$add_static_segment(-20, 10, -5, 0)
cm$add_static_segment( 20, 10, 5, 0)
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Fetch all the segments. Use for plotting
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
segments_df <- cm$get_static_segments()
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Add some circles
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
for (i in 1:10) {
cm$add_circle(
x = runif(1, -20, 20),
y = runif(1, 10, 50),
vx = 10 * rnorm(1),
vy = 10 * rnorm(1)
)
}
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Get the current positions of the circles as a data.frame
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
circles <- cm$get_circles()
circles
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Advance the simulation
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
cm$advance(10)
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Show me the circles in their new locations
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
circles <- cm$get_circles()
circles
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Plot everything
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
ggplot(circles) +
geom_point(aes(x, y), size = 5, colour = "grey80") +
geom_segment(data = segments_df, aes(x = x1, y = y1, xend = x2, yend = y2)) +
coord_fixed(xlim=c(-25, 25), ylim = c(0, 50)) +
theme_minimal() +
theme(legend.position = 'none')
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Advance the simulation
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
cm$advance(10)
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Show me the circles in their new locations
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
circles <- cm$get_circles()
circles
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Plot everything
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
ggplot(circles) +
geom_point(aes(x, y), size = 5, colour = "grey80") +
geom_segment(aes(x = x, y = y, xend = x + 0.1 * vx, yend = y + 0.1 * vy), arrow = arrow(angle = 15, length = unit(0.1, 'inches'))) +
geom_segment(data = segments_df, aes(x = x1, y = y1, xend = x2, yend = y2)) +
coord_fixed(xlim=c(-25, 25), ylim = c(0, 50)) +
theme_minimal() +
theme(legend.position = 'none')
```
## Full animation
```{r eval=FALSE, echo=FALSE}
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# Prepare the directory for output images
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
root_dir <- here::here("vignettes")
png_dir <- file.path(root_dir, "png")
unlink(list.files(png_dir, pattern = "*.png", full.names = TRUE))
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# generate animation frames
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
for (i in seq_len(85)) {
cm$advance(2)
if (i %% 10 == 0) message(i)
circles <- cm$get_circles()
p <- ggplot(circles) +
geom_point(aes(x, y), size = 5, colour = "grey80") +
geom_segment(aes(x = x, y = y, xend = x + 0.1 * vx, yend = y + 0.1 * vy), arrow = arrow(angle = 15, length = unit(0.1, 'inches'))) +
geom_segment(data = segments_df, aes(x = x1, y = y1, xend = x2, yend = y2)) +
coord_fixed(xlim=c(-25, 25), ylim = c(-15, 50)) +
theme_minimal() +
theme(legend.position = 'none')
outfile <- sprintf("vignettes/png/%04i.png", i)
ggsave(outfile, p, width = 7, height = 7)
}
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# ffmpeg/gifsicle to create animations
# - create mp4 from PNG files (use in vignettes)
# - create gif from mp4 (use in github readme)
# - simplify gif with gifsicle
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
root_name <- "velocity-vectors"
mp4_name <- paste0(root_dir, "/anim/", root_name, ".mp4")
tmp_name <- tempfile(fileext = ".gif")
gif_name <- paste0(root_dir, "/anim/", root_name, ".gif")
system(glue::glue("ffmpeg -y -framerate 20 -pattern_type glob -i '{png_dir}/*.png' -c:v libx264 -pix_fmt yuv420p -s 800x800 '{mp4_name}'"))
# system(glue::glue("ffmpeg -y -i '{mp4_name}' -filter_complex 'fps=30,scale=800:-1:flags=lanczos,split [o1] [o2];[o1] palettegen [p]; [o2] fifo [o3];[o3] [p] paletteuse' '{tmp_name}'"))
# system(glue::glue("gifsicle -O99 -o '{gif_name}' -k 128 '{tmp_name}'"))
```
