Prática: Movimentação Cinemática

Objetivos:

1. Enxergar a movimentação de agentes como um algoritmo
2. Praticar algoritmos de movimentação simples usando cinemática

Atividade Prática

Você deve começar usando o código do professor como ponto de partida para a atividade. Você deve implementar 3-4 algoritmos simples de movimentação, que usam conceitos de cinemática da física (posição, velocidade e, no máximo, aceleração constante). Os algoritmos são:

1. Buscar (seek)
2. Fugir (flee)
3. Vagar (wander)
4. Chegar (arrive)

Resultado Esperado

Background Teórico

Descrevemos um Agente (Agente.java) por:

1. Pose
   1. Posição
      • Vetor 2-dimensional com as coordenadas do agente
   2. Orientação
      • Um escalar (entre 0 e 2π) representando para onde o agente está olhando
2. Algoritmo de movimentação (comportamento)
3. Cor

As principais classes do programa podem ser vistas no diagrama a seguir:

A movimentação acontece em dois passos:

1. Passo de IA: Um algoritmo de movimentação (e.g., seek, wander) determina para onde o agente deve ir
2. Passo de Física: Usamos integração de Euler para atualizar a posição do agente de acordo com o movimento do passo anterior (veja Pose.java:atualiza - isto já está implementado)
   • Em cada frame de atualização:

     posicao += velocidade * delta;
     orientacao += rotacao * delta;

O algoritmo de movimentação cinemático tem como:

• Entrada: dados estáticos (posição, orientação do agente) e, opcionalmente, um alvo
• Saída: um Direcionamento (steering) com um vetor velocidade linear e/ou escalar de velocidade angular

Os algoritmos que vamos implementar:

1. Busca: agente recebe uma posição objetivo
   • Calcule a direção desejada
     • Considere a posição do objetivo e a posição do agente
   • Normalize o vetor direção, mas multiplique-o pela velocidade máxima
2. Fuga: sentido contrário da busca
3. Vagar:
   • Agente sempre na velocidade tangencial máxima
   • Direção sofre pequenas variações aleatórias a cada quadro
4. Chegar: variação da Busca
   • Determinar um pequeno "raio de satisfação"
   • Parar assim que chegar no raio

FAQ

1. Quais são valores interessantes para a velocidade máxima?
   • Algo entre 20 e 60 px/segundo
2. Quais são os controles?
   • Botão ESQUERDO: cria novo agente na posição clicada, com o algoritmo de movimentação corrente
   • Botão DIREITO: define onde/quem é o alvo
   • Rodinha: zoom
3. Como defino quem é o algoritmo corrente?
   • Cada AlgoritmoMovimentacao possui um nome (uma letra apenas) e uma tecla que o torna o algoritmo corrente. Basta pressioná-la. Elas são:
     • s: buscar (seek)
     • w: vagar (wander)
     • f: fugir (flee)
4. Onde está a classe referente ao Chegar?
   • Ela não existe e você deve criá-la.
   • Na classe Cinematica.java (a principal), no método create(), você deve instanciar, configurar e registrar um objeto do tipo Chegar para poder usar esse novo algoritmo.

---

Entrega

Este trabalho deve ser entregue via Moodle como um link para o seu fork do repositório original, com a atividade feita.

Os exercícios desta aula prática serão corrigidos ao final do nosso horário. Assim que estiver pronto, chame o professor para que possa ver seu trabalho.