def __init__(self, filament, order, *args, **keyargs):
"""
コンストラクタ
初期化時に呼ばれる
引数：
filament: 粒子を内包するフィラメントのインスタンス
order: フィラメント内の順番
"""
# 内部のインスタンスへ引数のリンクを保存
self.order = order
self.filament = filament
# フィラメントを内包する培地インスタンスのリンクを保存
self.medium = self.filament.medium
# 先頭粒子か後続粒子か
if self.is_head():
# 配置時の向きはランダム
init_pos_th = random.random() * (2*math.pi) - math.pi
# 配置時の場所はfilament_init_rangeの範囲内
init_pos_r = random.random() * config.getfloat("lc","filament_init_range")
self.x = self.n_x = math.cos(init_pos_th) * init_pos_r
self.y = self.n_y = math.sin(init_pos_th) * init_pos_r
self.th = self.n_th = random.random() * (2*math.pi) - math.pi
# 速度はinit_verocityに従う
self.v = self.n_v = config.getfloat("lc","init_verocity")
else:
# 後続粒子は１つ前の粒子に追従する
self.x = self.n_x = self.prev().x
self.y = self.n_y = self.prev().y
self.th = self.n_th = self.prev().th
self.v = self.n_v = self.prev().v
self.w = 0.0 # 角速度を初期化
def factory(self):
for p in self.particles:
p.factory()
if len(self.particles) > config.getfloat("lc","filament_init_length") and random.random() < (config.getfloat("lc","division_rate")/self.medium.filament_num):
self.division()
if random.random() < (config.getfloat("lc","growth_rate")/self.medium.filament_num):
self.growth()
if random.random() < (config.getfloat("lc","switch_rate")/self.medium.filament_num):
self.switch()
def interact_neighborhood(self):
"""
近傍粒子との相互作用を行う
"""
neighborhoods = [] # 近傍粒子へのリンクを格納するテンポラリ
# 角速度=後続粒子の向きの変化量の平均
# curv_sin_sum,curv_cos_sumは平均を取るための合計値を格納するテンポラリ
curv_sin_sum = 0.0 # sin値の合計
curv_cos_sum = 0.0 # cos値の合計
# 培地内のすべてのフィラメントのすべての粒子を総覧
for f in self.medium.filaments:
for p in f.particles:
dx = math.fabs(self.x - p.x)
dy = math.fabs(self.y - p.y)
dl = math.sqrt(math.pow(dx,2) + math.pow(dy, 2))
# 近傍範囲内の粒子ならテンポラリにリンクを格納
if dl < config.getfloat("lc","neighbor_range"):
neighborhoods.append(p)
# この粒子の同一フィラメント内の他の粒子の場合、
# 角速度とする粒子数の範囲内で
# テンポラリの合計値を更新する
if f == self.filament and p.order < config.getfloat("lc","angle_ave_step"):
# 変化量のsin,cos値の合計をとる
curv_sin_sum = curv_sin_sum + math.sin(p.w)
curv_cos_sum = curv_cos_sum + math.cos(p.w)
# 近傍粒子の計算
th_sin_sum = 0.0 # 近傍粒子の向きのsin値合計
th_cos_sum = 0.0 # 近傍粒子の向きのcos値合計
for p in neighborhoods:
# ラジアンの合計値を計算するために符号を調整
# 向き同士の成す角が鈍角なら向きを反転する必要がある
if math.cos(self.th - p.th) < 0:
th_sin_sum = th_sin_sum - math.sin(p.th)
th_cos_sum = th_cos_sum - math.cos(p.th)
else:
th_sin_sum = th_sin_sum + math.sin(p.th)
th_cos_sum = th_cos_sum + math.cos(p.th)
# 近傍粒子の向きの合計値から平均値を計算
th_sin_ave = th_sin_sum / len(neighborhoods)
th_cos_ave = th_cos_sum / len(neighborhoods)
# 平均値からこの粒子の次の向きを計算
candidate_th = math.atan2(th_sin_ave, th_cos_ave)
# 角速度を計算するため、後続粒子の平均とする範囲内の粒子の、
# 角度変化量の平均を計算する
curv_sin_ave = curv_sin_sum / config.getfloat("lc","angle_ave_step")
curv_cos_ave = curv_cos_sum / config.getfloat("lc","angle_ave_step")
curv_ave = math.atan2(curv_sin_ave, curv_cos_ave)
# ガウス分布に従う摂動を計算する
rand = random.gauss(curv_ave*config.getfloat("lc","amplitude_rate"), config.getfloat("lc","amplitude_std"))
# 次の向きに摂動を加える
candidate_th = candidate_th + rand
self.drive(candidate_th, self.v)
def __init__(self, *args, **keyargs):
self.filament_num = config.getfloat("lc","filament_init_num")
for i in range(config.getint("lc","filament_init_num")):
self.setout()