"""物理工具函数模块。
该模块提供计算各种形状转动惯量的便利函数，用于配置Pymunk刚体的物理属性。
"""
from pymunk import (
moment_for_box,
moment_for_circle,
moment_for_poly,
moment_for_segment,
)
[docs]
def get_moment_for_box(mass: float, width: float, height: float) -> float:
"""计算矩形形状的转动惯量。
基于矩形的质量、宽度和高度计算绕中心的转动惯量。
Args:
mass (float): 矩形的质量。
width (float): 矩形的宽度。
height (float): 矩形的高度。
Returns:
float: 转动惯量值。
"""
return moment_for_box(mass=mass, size=(width, height))
[docs]
def get_moment_for_circle(
mass: float,
inner_radius: float,
outer_radius: float,
x_offset: float = 0,
y_offset: float = 0,
) -> float:
"""计算圆环/圆形的转动惯量。
基于圆环的质量、内外半径和偏移量计算转动惯量。
当内半径为0时，计算实心圆的转动惯量。
Args:
mass (float): 圆环的质量。
inner_radius (float): 内半径。
outer_radius (float): 外半径。
x_offset (float, optional): 中心X偏移，默认为0。
y_offset (float, optional): 中心Y偏移，默认为0。
Returns:
float: 转动惯量值。
"""
return moment_for_circle(
mass=mass,
inner_radius=inner_radius,
outer_radius=outer_radius,
offset=(x_offset, y_offset),
)
[docs]
def get_moment_for_poly(
mass: float,
vertices: list[tuple[float, float]],
x_offset: float = 0,
y_offset: float = 0,
stroke_width: float = 0,
) -> float:
"""计算多边形的转动惯量。
基于多边形的质量、顶点坐标和偏移量计算转动惯量。
Args:
mass (float): 多边形的质量。
vertices (list[tuple[float, float]]): 多边形顶点列表，每个顶点为(x, y)坐标。
x_offset (float, optional): 中心X偏移，默认为0。
y_offset (float, optional): 中心Y偏移，默认为0。
stroke_width (float, optional): 形状的半径（用于线宽），默认为0。
Returns:
float: 转动惯量值。
"""
return moment_for_poly(
mass=mass, vertices=vertices, offset=(x_offset, y_offset), radius=stroke_width
)
[docs]
def get_moment_for_line(
mass: float,
start: tuple[float, float],
end: tuple[float, float],
stroke_width: float,
) -> float:
"""计算线段的转动惯量。
基于线段的质量、端点和宽度计算转动惯量。
Args:
mass (float): 线段的质量。
start (tuple[float, float]): 线段起点坐标(x, y)。
end (tuple[float, float]): 线段终点坐标(x, y)。
stroke_width (float): 线段的宽度（半径）。
Returns:
float: 转动惯量值。
"""
return moment_for_segment(mass=mass, a=start, b=end, radius=stroke_width)