相互作用が働く粒子の運動

相互作用が働く粒子の運動2のJava移植版。アプレットはこちらです。

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.awt.geom.*;
import java.util.*;

public class HSPAtom extends JApplet implements Runnable, MouseListener {
 private Vector<Particle> particles = new Vector<Particle>();
 private float h = 0.0f;
 private final int NUM_MEMBERS = 12;
 private MyPanel panel;
 private Random random = new Random();

 /**
  * アプレットの初期化
  */
 public void init() {
  panel = new MyPanel();
  add(panel, BorderLayout.CENTER);
  makeParticles();
  addMouseListener(this);

  Thread thread = new Thread(this);
  thread.start();
 }

 /**
  * スレッド
  */
 public void run() {
  Rectangle rect = new Rectangle(getSize());
  while(true) {
   try {
    Enumeration<Particle> e = particles.elements();
    while(e.hasMoreElements()) {
     Particle particle = e.nextElement();
     particle.move(particles, rect);
    }
    panel.repaint();
    Thread.sleep(40);
   } catch(Exception e) {
    
   }
  }
 }

 /**
  * 粒子を全消去し、新たに一定数の粒子を作成する
  * 粒子の色も変更される
  */
 private void makeParticles() {
  h = random.nextFloat();
  particles.clear();
  Dimension size = getSize();
  for(int i=0; i<NUM_MEMBERS; i++) {
   Particle particle = new Particle(
     random.nextDouble() * size.width,
     random.nextDouble() * size.height);
   particles.add(particle);
  }
 }
 public void mouseClicked(final MouseEvent event) {
    if(javax.swing.SwingUtilities.isRightMouseButton(event)){
     // 右クリックの場合 - 粒子を作成し直す
     makeParticles();
    } else if(javax.swing.SwingUtilities.isLeftMouseButton(event)){
     // 左クリックの場合 - 粒子を追加する
     Particle particle = new Particle(
       event.getX(), event.getY());
     particles.add(particle);
    }
 }
 public void mouseEntered(final MouseEvent event) {}
 public void mouseExited(final MouseEvent event) {}
 public void mousePressed(final MouseEvent event) {}
 public void mouseReleased(final MouseEvent event) {}

 /**
  * オリジナルのパネル
  */
 private class MyPanel extends JPanel{
  public void paintComponent(final Graphics g) {
   Dimension size = getSize();
   Graphics2D g2d = (Graphics2D)g;
   
   // 画面の消去
   g.setColor(Color.black);
   g.fillRect(0, 0, size.width, size.height);
 
   // 粒子の描画
   g2d.setColor(Color.getHSBColor(h, 1.0f, 1.0f));
   Enumeration<Particle> e = particles.elements();
   while(e.hasMoreElements()) {
    Particle particle = e.nextElement();
    g2d.fill(particle);
   }
  }
 }
 /**
  * 粒子を表すクラス
  * Ellipse2D.Doubleを拡張し、Graphics2Dのfillメソッドを利用できるようにした
  */
 private class Particle extends Ellipse2D.Double {
  private double veloX, veloY;
  private static final int
   RADIUS = 5,
   PARTY_DIST = 120;
  /**
   * コンストラクタ
   * @param x 粒子の位置（X座標）
   * @param y 粒子の位置（Y座標）
   */
  private Particle(double x, double y) {
   super(x, y, RADIUS * 2, RADIUS * 2);
  }
  /**
   * 速度計算と移動を同時に行う（厳密には別々に行うべき）
   * @param party 自分自身を含むすべての粒子が代入されているVector
   * @param size 行動範囲の広さ
   */
  private void move(final Vector<Particle> party, final Rectangle area) {
   double ax = 0.0, ay = 0.0;
   Enumeration<Particle> e = party.elements();
   while(e.hasMoreElements()) {
    Particle target = e.nextElement();
    if(!target.equals(this)) {
     double
      distance = Math.sqrt(
       Math.pow(x - target.x, 2)
       + Math.pow(y - target.y, 2)),
      theta = Math.atan2(target.y - y, target.x - x),
      speed = Math.abs(distance - PARTY_DIST) * (distance - PARTY_DIST) / 5000;

     ax += speed * Math.cos(theta);
     ay += speed * Math.sin(theta);
    }
   }
   veloX = 0.9 * (veloX + ax);
   veloY = 0.9 * (veloY + ay);

   this.x = limit(this.x + veloX, area.x + RADIUS, area.x + area.width - RADIUS);
   this.y = limit(this.y + veloY, area.y + RADIUS, area.y + area.height - RADIUS);
  }
 }
 /**
  * HSPのlimit関数と同じ
  */
 private static double limit(final double value, final double min, final double max) {
  return Math.max(min, Math.min(value, max));
 }
}