Částice

Částice je program, který simuluje částicové systémy podle Newtonových zákonů. Obsahuje pokročilá nastavení, s kterými si člověk docela vyhraje. Abyste program pochopili, bylo by dobré, abyste si přečetli následující text. Nedočkavcům však nic nebrání, aby si Částice hned stáhli a začali experimentovat. Také se tu můžete dozvědět něco o použitých fyzikálních zákonech.

Co obsahuje

Minulá verze obsahovala závažnou chybu ve výpočtech. Omlouvám se všem, kdo si chybnou verzi stáhli, teď už je opravena.

V programu si můžete nastavit vzhled částic, detailní vlastnosti každé z částic, různé věci okolo rychlosti přehrávání a přesnosti výpočtů, a až si dohrajete, tak si můžete svoje pracně vytvořené umělecké dílo uložit.

Přidávání částic

Částice můžete přidávat dvěma způsoby. Prvním způsobem je přímé vkládání na plátno, což je to černé pole, kam se částice vykreslují. Částici vložíte jednoduše kliknutím. Pokud je navíc simulace pozastavena (pozastavíte ji a opět spustíte tlačítkem na spodním okraji okna), můžete tažením myší (ale před tím nesmíte myš pustit) nastavit její rychlost. To se projeví „ohonem“, jehož délka (a to, jestli se vůbec objeví) však závisí na tom, co jste před tím nastavili v levém panelu, záložce Vzhled. Pokud rychlost nenastavíte, bude záležet na šabloně v záložce Pokročilé.

Druhým způsobem je ruční přidání v tabulce částic. Vlastnosti této částice budou na nastavení šablony již záviset úplně.

Záložka Vzhled

V záložce vzhled určíte vzhled částic. Můžete zde nastavit zbarvení podle různých vlastností částice, délku ohonu (čára, která se objevuje za částicí ve směru rychlosti), a to, jestli se bude přemazávat.

Před tím, než se na plátno vykreslí částice v nové poloze, musí se její předchozí poloha vymazat. Pokud však chcete, aby za sebou částice zanechávaly stopu, můžete přemezávání vypnout. V tom případě ovšem doporučuji odstranit i ohon, který ve vzniklém obrazci většinou jen ruší.

Záložka Částice

Záložka částice obsahuje tabulku částic a s ní spojené funkce. Můžete zde nastavit každou z vlastností jednotlivých částic. Význam X, Y, rychlost X a rychlost Y je zřejmý – určují polohu a rychlost částic; polohu v px a rychlost v px/s. Zrychlení X a Y jsou dvě složky zrychlení (změna rychlosti za jednotku času) v px/s², které však nemůžete měnit, neboť zrychlení se pokaždé kompletně přepočítává. Chcete-li změnit rychlost, změňte ji.

Gravitace může mít hodnotu buď ano nebo ne, protože určuje, jestli tato částice bude ovlivňovat jiné částice svým gravitačním polem. Na hmotnosti částice závisí její gravitační pole a vliv ostatních polí na tuto částici. Hmotnost může být i záporná (což má za následek odpudivý efekt gravitace). Jednotky nemá, protože tady nemají smysl.

Vliv sil je také buď zapnutý nebo vypnutý. Určuje, jestli částici budou ovlivňovat silová pole.

Jako poslední je tu věk a maximální věk. Za každý krok částice zestárne o velikost toho kroku. Když věk dosáhne maximum, částice se vyhodí z tabulky a chcípne.

Kromě tabulky je tu i několik funkcí. Nad tabulkou jsou funkce k přidávání a ničení částic, pod tabulkou jsou tlačítka, která otáčejí rychlosti částic. Protože Newtonovy zákony jsou časově symetrické, měly by otočené rychlosti prostě přehrát celou simulaci pozpátku. Jenže výpočty nejsou úplně přesné, a tak se to chová trochu jinak.

Záložka Pokročilé

V části Šablona pro nové částice můžete nastavit, jaké vlastnosti budou mít částice, které vytvoříte.

Část Rychlost je věnována nastavením rychlosti přehrávání a přesnosti výpočtů. Frekvence obnovování určuje počet snímků za sekundu. Čím větší je, tím rychlejší je simulace. Frekvence nijak neovlivňuje přesnost výpočtů, určuje pouze rychlost přehrávání. Velikost jednoho časového kroku je čas, jaký „uplyne“ v simulaci za dobu vykreslení jednoho snímku. S rychlostí je to tu podobně jako u frekvence obnovování, časový krok však nemění rychlost přehrávání a místo toho strká prsty do samotné simulace. To se pak samozřejmě odrazí na přesnosti výpočtů. Když toto číslo zvětšíme, první výpočet proběhne dobře, ale znatelně se to projeví na těch dalších (viz obrázek).

Počet výpočtů na jeden snímek je (překvapivě) počet výpočtů, které proběhnou za dobu vykreslení jednoho snímku. Když zadáte například číslo 3, proběhnou výpočty tří třikrát rychlejších snímků, vykreslí se však jen ten třetí.

Dále zde můžete nastavit gravitační konstantu (dále κ).

Záložka Soubor

Tady snad není co vysvětlovat. Můžete si uložit všechny vlastnosti částic do textového souboru, nebo obsah plátna do obrázku.

Horní panel

Na horním panelu naleznete tlačítko, které umožňuje rozdělení stávajícího okna na dvě oddělené části. Do původního stavu okno vrátíte tak, že opět stisknete toto tlačítko nebo křížek u jednoho z oken.

Dolní panel

Vlevo na dolním panelu se zobrazuje rychlost simulace ve snímcích za sekundu. Dále je tu tlačítko k pozastavení a znovuspuštění simulace a napravo od něj dvě textová pole. V jednom z nich se zobrazuje velikost plátna (tu můžete použít tehdy, když chcete velikost nastavit na přesnou hodnotu) a ve druhém poloha myši ve “vesmíru“. Následují dvě tlačítka, kterými přepínáte mezi módem přidáváním částic a posouváním plátna. Plátno posouváte tak, že po plátně táhnete myší. Pokud navíc na tlačítko se značkou posunování dvojkliknete, zobrazí se okénko, které vám dovolí posunout plátno na přesně na určené souřadnice ve vesmíru.

Stáhnout

Stáhnout přímo spustitelné

Spustitelný JAR, v2.0, 127 KB

Jak to funguje

Pokud se chcete více dozvědět o fyzikálních zákonech, které tento program používá, podívejte se sem.

Historie změn

• 2.0 - 14. prosince 2007
  • oprava závažné chyby ve výpočtech
  • možnost „posouvat plátno vesmírem“
  • vylepšení uživatelského rozhraní (rozdělení programu na dvě okna, ukazatel velikosti plátna)
• 1.2 - 21. října 2007
  • možnost nastavit, aby částice nebyla ovlivňována silovými poli
  • ukládání do formátu XML, který zaručujue zpětnou kompatibilitu
• 1.1
  • ošetření chování vláken (threads)
  • odrážení od okrajů

Plány

• Možnost ukládat konfiguraci
• Prokládání poloh částic čárou
• Přidávání sil působících vždy na všechny částice, například směrem dolů jako gravitace Země

Ve vzdálené budoucnosti

• Kolize částic – ty jsem chtěl udělat už dávno, ale zavrhl jsem to, je to moc složité

Kdybyste přišli na něco, co by se tam dál mohlo hodit, též mi to můžete napsat do komentářů. A hlavně hlaste všechny chyby, které najdete!

Pokud vám program nefunguje, stáhněte si nejnovější verzi Javy zde. Při instalaci zaškrtněte i podporu pro jazyky s háčky a čárkami, protože se v některých programech mohou vyskytovat

Ukázky

Tady máte nějaké ukázky, které si můžete spustit. Pozor na soubory XML. Na ty musíte kliknout pravým tlačítkem myši a dát Uložit odkaz jako…

shluk1.xml

obihani1.xml

Pokud máte nějaké hezké výtvory, posílejte je do komentářů.

Komentáře

Našli jste chybu? Máte nápad, jak program vylepšit? Napište mi sem.

Přidat komentář