OpenSiv3Dで書き直しました。磁石のシミュレータです。ご自由にお持ちください。

Compass_simulator_with_OpenSiv3D

# include <Siv3D.hpp> // OpenSiv3D v0.1.5

//方位磁針
struct Compass
{
	Compass(const Vec2& _pos) : pos(_pos), ang(Vec2::Up()), v(0) {}
	Vec2 pos;	//位置座標
	Vec2 ang;	//現在角度
	double v;	//回転速度
};

//モノポール
struct Monopole
{
	Monopole(const Vec2& _pos, const bool& _isNPole, const double& _strength) : pos(_pos), isNPole(_isNPole), strength(_strength) {}

	bool isNPole;		//true:N極 false:S極
	Vec2 pos;			//位置座標
	double strength;	//磁力の強さ
};

void Main()
{
	//画面の基本的な設定
	Graphics::SetBackground(Color(11, 22, 33));
	Window::SetTitle(L"Compass Simulator with OpenSiv3D");
	Window::Resize(1280, 720);

	const double s = 0.25;	//描画領域の補完速度、視点追従性が変わる
	const Triangle needle(0, -3, 15, 0, 0, 3);	//方位磁針の針
	const Font mFont(32, Typeface::Bold);	//N、Sを描画するためのフォント
	const Font gFont(16);	//多用途フォント

	RectF dRegion(Window::Size());	//仮想描画領域
	RectF sRegion(dRegion);			//実描画領域

	//配列でコンパスとモノポールは管理する
	Array<Compass> compass;
	Array<Monopole> monopole;

	const double d = 32.0;	//方位磁針同士の間隔

	//偶数列のコンパスを配置　1.73 = root3
	for (double x = 0; x < 1024; x += 1.73*d)
		for (double y = 0; y < 1024; y += d)
			compass.emplace_back(Vec2(x, y));

	//奇数列のコンパスを配置  0.86 = root3/2
	for (double x = 0.86*d; x < 1024; x += 1.73*d)
		for (double y = 0.5*d; y < 1024; y += d)
			compass.emplace_back(Vec2(x, y));

	//モノポールの配置
	for (int i = 0; i < 10; i++)
		monopole.emplace_back(RandomVec2(Window::ClientRect()), RandomBool(), 100);

	Monopole* sMonopole = NULL;	//選択中のモノポール

	while (System::Update())
	{

		//t1のスコープを限定
		{
			//Transfomer2Dで視点移動を行う。
			const Transformer2D t1(Mat3x2::Translate(-sRegion.pos).scale(Window::Size().y / sRegion.size.y), true);

			//描画領域をマウスホイールで操作する
			dRegion = dRegion.scaledAt(Cursor::PosF(), 1 + Mouse::Wheel() / 10.0);

			//描画領域のスムーズな変化
			sRegion.pos = sRegion.pos*(1 - s) + dRegion.pos*s;
			sRegion.size = sRegion.size*(1 - s) + dRegion.size*s;

			//Monopoleの操作
			if (MouseL.up()) sMonopole = NULL;

			//Monopoleの選択
			for (auto& m : monopole) if (Circle(m.pos, 24).leftClicked()) sMonopole = &m;

			if (sMonopole != NULL) sMonopole->pos = Cursor::PosF();

			//Compass更新
			for (auto& c : compass)
			{
				c.ang.rotate(c.v);	//回転速度の分だけ回転させる
				c.v *= 0.99;		//回転速度の減衰

				//Monopoleの影響を演算
				for (const auto& m : monopole)
				{
					//N極とS極の場合で反転させる。力は距離の二乗に反比例
					const double force = (m.isNPole ? -1 : 1) * m.strength / ((m.pos - c.pos).lengthSq() + 16.0);	// + 16.0は3次元的座標のずれを表現

					//力のモーメントは外積によって算出できる。 (m.pos-c.pos)がゼロベクトルの可能性に注意
					if (!(m.pos - c.pos).isZero()) c.v += c.ang.cross((m.pos - c.pos).normalized())*force;
				}
			}

			//Compass描画
			for (const auto& c : compass)
			{
				//容器の描画
				Circle(c.pos, 16).draw(Palette::Gray);

				//赤い方の針の描画
				needle.rotatedAt(0, 0, atan2(c.ang.y, c.ang.x)).movedBy(c.pos).draw(Palette::Red);

				//他方の針の描画
				needle.rotatedAt(0, 0, atan2(c.ang.y, c.ang.x) + 3.14).movedBy(c.pos).draw(Palette::White);

				//金具の描画
				Circle(c.pos, 2).draw(Palette::Gray);
			}

			//Monopoleの描画
			for (const auto& m : monopole)
			{
				//共通色の定義
				const Color color(m.isNPole ? Palette::Red : Palette::Blue);

				//容器の描画
				Circle(m.pos, 24).draw(color);

				//中心の文字を描画
				mFont(m.isNPole ? L"N" : L"S").drawAt(m.pos, Palette::Black);
			}
		}
	}
}