Physik Simulation

package ParticleSystem;

import java.awt.Color;
//import java.awt.Font;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.MouseAdapter;
import java.awt.event.MouseEvent;
import java.awt.Font;

import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.SwingUtilities;
import javax.swing.Timer;



/**
 * 
 * @author Jai3l
 *	
 *
 *	Diese Applikation lässt euch bei einem Mausklick Partikel auf den Bildschirm spawnen mit einer
 *	Gravitationskraft die auf diese wirkt im Mittelpunkt
 *	durch ein klicken und ziehen mit der Maus kann man diese Punkt bewegen und die Gravitation verlagern.
 *	
 *	Die Werte in der Particle Klasse habe ich durch feinjustierung bis es mir gefiel herausbekommen
 *	Das hat auch die meißte Zeit in Anspruch genommen.	
 *	Das Problem ist: der Impuls der Teilchen nimmt mit der Zeit ab!!!
 *
 */
public class ParticleWindow extends JFrame {

	//JFrame erstellen und mit dem Jpanel füllen
	public static void main(String[] args) {

        SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
            public void run() {
                ParticleWindow pw = new ParticleWindow();
                DrawPanel dp=new DrawPanel();
                dp.setBackground(Color.black);
                dp.setIgnoreRepaint(true);
                pw.add(dp);
                //Mein Screen auflösung ist 1280 X 960 müsst ihr ändern auf eurem Screen
                //und zwar an mehreren stellen im code
                pw.setSize(1280,860);
                pw.setTitle("ParticleSystem");
                pw.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
                pw.setVisible(true);
                
            }
        });
    }
}

[COLOR="SeaGreen"]//JPanel[/COLOR]
class DrawPanel extends JPanel {

	public int particlesArraySize=100000,mouseX,mouseY,mouseX1,mouseY1;[COLOR="SeaGreen"]//objektanzahl und mouses[/COLOR]
	Particles[] particle=new Particles[particlesArraySize];[COLOR="SeaGreen"]//die Objekte[/COLOR]
	Timer timer;[COLOR="SeaGreen"]//timer[/COLOR]
	long delTime=0,oldTime=0,timeToRender,FPS,fps;[COLOR="SeaGreen"]//zeit und fps variable[/COLOR]
	double fps2;[COLOR="SeaGreen"]//fpsvariable double weil /2[/COLOR]
                          [COLOR="SeaGreen"]//Wenn der Timer feuert wird das hier ausgeführt[/COLOR]
	ActionListener action =new ActionListener()
	{

		public void actionPerformed(ActionEvent arg0) {
			
			[COLOR="SeaGreen"]//deltaTime berechnen[/COLOR]
			if(oldTime!=0)
				delTime=System.currentTimeMillis()-oldTime;
			
			[COLOR="SeaGreen"]//deltime hinzuaddieren[/COLOR]
			oldTime=System.currentTimeMillis();
			timeToRender+=delTime;
			
			[COLOR="SeaGreen"]//wenn mehr als 20 ms vorbei sind wird es time to render;)[/COLOR]
			if(timeToRender>=20d)
			{
				for (int i=0;i<particlesArraySize;i++)
				{
					[COLOR="SeaGreen"]//berechne neue Position aber vorsicht nicht bevor initialisiert wurde!!![/COLOR]
					if(particle[i]!=null)
						
						particle[i].render(2*timeToRender);
				}[COLOR="SeaGreen"]
				//wieder nullen[/COLOR]
				timeToRender=0;
			}[COLOR="SeaGreen"]
			//JPanel neu zeichnen[/COLOR]
			repaint();
			
		}
		
	};
	public DrawPanel()
	{[COLOR="SeaGreen"]
		//timer initialisiern und starten (alle 5 ms um sicher zu sein)[/COLOR]
		timer=new Timer(5,action);
		timer.start();
		[COLOR="SeaGreen"]
		//particles initialisieren(ausgelegt auf Screen density von 1280*960[/COLOR]
		for(int i=0;i<particlesArraySize;i++)
			particle[i]=new Particles(640d,480d);
		[COLOR="SeaGreen"]
		//auf die Mitte festlegen(bei density 1280*960 des screens[/COLOR]
		mouseX=640;
		mouseY=480;
			[COLOR="SeaGreen"]
		//auf Mausklick reagieren:die Particles neu spawnen[/COLOR]
		addMouseListener(new MouseAdapter(){
	    	public void mouseClicked(MouseEvent evt)
	    	{[COLOR="SeaGreen"]
	    		//anklickpunkt speichern[/COLOR]
	    		mouseX1=evt.getX();
	    		mouseY1=evt.getY();
	    		[COLOR="SeaGreen"]
	    		//falls particles aktiv sind deaktivieren und neu spawnen[/COLOR]
	    		for(int i=0;i<particlesArraySize;i++)
	    		{
	    			particle[i].respawn();
	    			particle[i].posX=mouseX1+(Math.random()*1000d-500d);
	    			particle[i].posY=mouseY1+(Math.random()*1000d-500d);
	    			particle[i].active=true;
	    		}
	    	}
		});
		[COLOR="SeaGreen"]
		//auf Mausziehen reagieren: Gravitationspunkt über den Bildschirm ziehen[/COLOR]
		addMouseMotionListener(new MouseAdapter(){
	    	public void mouseDragged(MouseEvent evt)
	    	{
	    		mouseX=evt.getX();
	    		mouseY=evt.getY();
	    		for(int i=0;i<particlesArraySize;i++)
	    		{
	    			particle[i].gX=mouseX;
	    			particle[i].gY=mouseY;
	    		}
	    	}
		});
		
	}
	
    private void doDrawing(Graphics g) {

        Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;
        [COLOR="SeaGreen"]
        //Particles bekommen eine schöne blaue Farbe[/COLOR]
        g2d.setColor(Color.blue);
        for(int i=0;i<particlesArraySize;i++)
        {[COLOR="SeaGreen"]
        	//hier kann man zwischen punkten und Kugeln wählen[/COLOR]
        	g2d.drawLine((int)particle[i].posX, (int)particle[i].posY,(int)particle[i].posX, (int)particle[i].posY);[COLOR="SeaGreen"]
        	//g2d.fillOval((int)particle[i].posX-15, (int)particle[i].posY-15,30, 30);[/COLOR]
        }
        [COLOR="SeaGreen"]
        //Gravitationspunkt malen[/COLOR]
        g2d.setColor(Color.black);
        g2d.fillOval(mouseX-20,mouseY-20,41,41);
        
        g2d.setColor(Color.white);
        [COLOR="SeaGreen"]
        //FPS oben anzeigen[/COLOR]
		g2d.setFont(new Font("hi", Font.PLAIN, 12));
		g2d.drawString("FPS : "+((int)fps2), 480, 20);
[COLOR="SeaGreen"]
		//die FPS berechnen nach 2 sekunden[/COLOR]
		fps++;
		FPS+=delTime;
		if(FPS>=2000)
		{
			fps2=fps/2;
			fps=0;
			FPS=0;
		}
    }

   [COLOR="SeaGreen"] //wird beim repaint() aufgerufen und ruft ihrerseits die obere funktion auf
   [/COLOR] @Override
    public void paintComponent(Graphics g) {
        
        super.paintComponent(g);
        doDrawing(g);
    }
}

package ParticleSystem;

import java.awt.Color;

public class Particles {
	
	double posX;[COLOR="SeaGreen"]//position in x[/COLOR]
	double posY;[COLOR="SeaGreen"]//position in y[/COLOR]
	double gX=0;[COLOR="SeaGreen"]//position der graviatation in x[/COLOR]
	double gY=0;[COLOR="SeaGreen"]//position der gravitation in y[/COLOR]
	double a=1d/3000d;[COLOR="SeaGreen"]//beschleunigung(immer gleich, ja ich weiß newton und so)[/COLOR]
	double velX=(Math.random()/10000d-1d/20000d);[COLOR="SeaGreen"]//zufällige x geschwindigkeit[/COLOR]
	double velY=(Math.random()/10000d-1d/20000d);[COLOR="SeaGreen"]//zufällige y geschwindigkeit[/COLOR]
	double dVX;[COLOR="SeaGreen"]//delta geschwindigkeit in x[/COLOR]
	double dVY;[COLOR="SeaGreen"]//delta geschwindigkeit in y[/COLOR]
	double delPos;[COLOR="SeaGreen"]//abstand vom gravitations punkt[/COLOR]
	boolean active=false;[COLOR="SeaGreen"]//ist es aktiv?[/COLOR]
	
	public Particles(double gX,double gY)
	{
		this.posX=0;
		this.posY=0;
		this.gX=gX;
		this.gY=gY;
	}
	
	public void respawn()
	{
		velX=(Math.random()/10000d-1d/20000d);
		velY=(Math.random()/10000d-1d/20000d);
		dVX=0;
		dVY=0;
		delPos=0;
	}
	
	[COLOR="SeaGreen"]
	//die Methode mit der ich die Position des jew. Partikels berechne[/COLOR] 
	public void render(double delTime)
	{
		if(active==true)
		{
			[COLOR="SeaGreen"]//abstand von der Gravitation berechnen und beschriebt die hypotenuse[/COLOR]
			delPos=Math.sqrt((gX-posX)*(gX-posX)+(gY-posY)*(gY-posY));
			
			[COLOR="SeaGreen"]//dies hat keinen logischen Hintergrund sondern ich wollte einfach verhindern das delTime in den 
			//folgenden Fomreln doppelt gerechnet wird
			[/COLOR]delPos/=delTime;
			
			[COLOR="SeaGreen"]//falls der wert zu klein wird neu justieren um keine unendlichen beschleunigungen zu erhalten
			//je größer der Wert desto näher ist es irgendwie an der realität dran[/COLOR]
			if(delPos<5d)
				delPos=5d;
			
			[COLOR="SeaGreen"]//um wieviel hat sich die Geschwindigkeit während dem letzten abruf durch die beschleunigung
			//geändert(delTime wurde ja schon mit einberechnet in delPos)
			//dVX/dVY ist die geschwindigkeitsänderung in x bzw. y Richtung
			//Formel: dVX=a*t*cos alpha also dVX=a*delTime*cos alpha
			//cos alpha=ankathete/hypotenuse also (gX-posX)/delPos
			//dasselbe mit dVY nur nimmt man dort den sin alpha
			[/COLOR]dVX=a*(gX-posX)/delPos;
			dVY=a*(gY-posY)/delPos;
			
			[COLOR="SeaGreen"]//die geschwindigkeitsänderungen wird in die derzeitige geschwindigkeit mit einberechnet[/COLOR]
			velX+=dVX;
			velY+=dVY;
			[COLOR="SeaGreen"]
			//und jetzt wird geupdatet
			//Formel(bei konstanter Beschleunigung
			//s=s0 + delta v/2*t + v*t (delta v/2*t weil a=v/t!!!)
			[/COLOR]this.posX=this.posX+(dVX/2+velX)*(delTime);
			this.posY=this.posY+(dVY/2+velY)*(delTime);
		}
	}
}