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开源物理引擎

2014年04月02日 ⁄ 综合 ⁄ 共 7776字 ⁄ 字号 评论关闭

1.  Havok:

老牌的君王,支持功能如下:

http://www.havok.com

·         Collision Detection - including Continuous Physics™

·         MOPP™ Technology - for compact representation of large collision meshes

·         Dynamics and Constraint Solving

·         Vehicle Dynamics

·         Data Serialization and Art Tool Support

·         Visual Debugger for in-game diagnostic feedback 

有不少游戏和软件都选择了他做物理引擎,比如HOLO3 ,失落星球,HL2 ,细胞分裂,指环王Online ..etc 现在HavokIntel 收购了,以后可能对Intel 的CPU 会有特别的优化。

(Tip: HL2 的泄漏源代码中包含了SDK ,就是版本比较老了吧。)

 

2. NovodeX --- AGEIA PhysX

新兴的王者,支持功能如下:

http://www.ageia.com/

·           Massively Parallel Physics Architecture

·           High-speed GDDR3 Memory Interface

·           AGEIA Universal Continuous Collision Detection

·           AGEIA Physical Smart Particle Technology

·           AGEIA Complex Object Physics System

·           AGEIA Scalable Terrain Fidelity

·           AGEIA Dynamic Gaming Framework

因为特有的硬件卡(物理加速卡-PPU)支持,所以能处理大量的物理运算,其他几款暂时没得比。Unreal3,GameBryo, Reality Engine 等多款商业引擎和游戏都使用了他。

(Tip: NovodeX2.2及以前的版本,可以在没有硬件卡的情况下使用所有功能,晚上能下载到)

 

3. Bullet

开源届的霸主,支持功能如下:

http://www.bulletphysics.com

·            Multi Platform support

·            Supports various shape types:

·            Discrete Collision Detection for Rigid Body Simulation

·            Single Queries:

·            Sweep and Prune Broadphase

·            Documentation and Support

·            Auto generation of MSVC project files, comes with Jam build system

·            Bullet Collision Detection works with Bullet Dynamics, but there is also a sample integration with Open Dynamics Engine.

·            Framework with 2 different Constraint Solvers

·            Hinge , Point to Point Constraint, Twist Cone Constraint (ragdolls)

·            Automatic de-activation (sleeping)

·            Generic 6 Degree of Freedom Constraint , Motors, Limits

·            LCP Warm starting of contact points

·            Collada 1.4 Physics Import using FCollada and COLLADA-DOM

·            Convex Decomposition Code

这款物理引擎的历史也比较久了,但似乎国内知道的ODE 的人更多一些,这款物理引擎被Nvidia 的开发人员所关注(Nvidia 前些时候说过,要用GPU 来实现物理加速,可能会最先在这款物理引擎上实现。)

(Tip: 这款引擎是开源的,有兴趣的朋友,可以看看。)

 

4. ODE

开源的名角,支持功能如下:

http://www.ode.org/

·            Rigid bodies with arbitrary mass distribution.

·            Joint types: ball-and-socket, hinge , slider (prismatic), hinge -2, fixed, angular motor, linear motor, universal.

·            Collision primitives: sphere, box, cylinder, capsule, plane, ray, and triangular mesh, convex.

·            Collision spaces: Quad tree, hash space, and simple.

·            Simulation method: The equations of motion are derived from a Lagrange multiplier velocity based model due to Trinkle/Stewart and Anitescu/Potra.

·            A first order integrator is being used. It's fast, but not accurate enough for quantitative engineering yet. Higher order integrators will come later.

·            Choice of time stepping methods: either the standard ``big matrix'' method or the newer iterative QuickStep method can be used.

·            Contact and friction model: This is based on the Dantzig LCP solver described by Baraff, although ODE implements a faster approximation to the Coloumb friction model.

·            Has a native C interface (even though ODE is mostly written in C++).

·            Has a C++ interface built on top of the C one.

·            Many unit tests, and more being written all the time.

·            Platform specific optimizations.

·            Other stuff I forgot to mention...

嘿嘿,这个就不用做过多的介绍了,国内使用和学习这个的人比较多了。只是最近看到他的网页上有这么一句话:“Russell Smith is the primary author of ODE. ”不知道是谁又伤害了这位仁兄。

(Tip: Google一下,中文文章一大把。)

 

5. TOKAMAK

最近想通了,决定开源了。 支持功能如下:

http://www.tokamakphysics.com/

·            Joints

·            Friction

·            Stacking

·            Collision Detection

·            Rigid Particle

·            Breakage

这个物理引擎出现也比较早了,作者是日本人,其实日本的游戏也很发达的,能把技术共享出来,难得啊。(日文的技术网站还是很多的。)

6. Newton

更多的专注于生活中的实例模拟。

http://www.newtondynamics.com

这款物理引擎名声可能不是很响,但是功能上绝对不差。比较出名的作品有:TV3D, Quest3D

(Tip: 这款引擎支持Delphi; 在后面这个非官方的Wiki 上,有一套不错的教程: http://walaber.com/newton_wiki/index.php?title=Main_Page )

 

6. Simple Physics Engine

国产精品,支持功能如下:

http://spehome.cn/

·  使用独创的快速而稳定的Tri-Mesh碰撞检测算法,使载入模型数据异常简单。SPE的碰撞检测系统从一开始就是针对三角形网格(Tri-Mesh)而 设计,所以用户可以方便地使用mesh文件创建任意形状的刚体,SPE内部将自动处理所有工作。同时,SPE支持球和胶囊两种基本几何形状,方便用户创建 粒子特效和ragdoll系统。此外,SPE支持一定条件下的连续碰撞检测,可以正确地处理大多数情况下的高速运动物体。

·  碰撞信息分析。SPE对碰撞检测系统产生的数据进行智能化分析,为碰撞反应计算提供更可靠更正确的原始数据,极大地提高了系统的稳定性。

·  稳定的碰撞与接触解决系统。从1.5版开始,SPE采用全新的解决算法,更正确地计算摩擦与反弹,而且更稳定。

·  SPE提供一种稳定的基本Joint 功能,支持最大距离、弹性系数以及破坏力等参数的配置,用户可以使用它方便地创建各种其他类型的Joint 。

·  实时刚体破碎。(Beta)。SPE提供“形状操作”的功能,任何模型均可被一组平面或另一个模型切成小块,SPE生成的模型中包括用于区分原始表面与切面的属性信息,方便用户更合理地渲染出新的形状。目前,可破坏刚体的API已经开放。

 

·  高并行计算。SPE已经完成了多线程化以充分利用多核心CPU的性能. 90%以上的计算任务都可均匀地分配到任意数量的线程中去. 与单线程相比,双线程至少能提供60%的性能提升,而四线程可以带来150%以上的性能提升。使用SPEWorld::SetNumThreads( )即可在任何时候开启多线程计算。

·  简单易用而人性化的接口,极大地降低了SPE与其他软件系统结合的难度,使用户在瞬间即可建立一个具有真实物理属性的世界。

·  更多的功能正在不断开发中……

呵呵,国人做的一款物理引擎,关注….







 http://blog.csdn.net/huawenguang/article/details/932105

PhysX物理引擎(编程入门)

2006-07-17 14:28 3802人阅读 评论(1) 收藏 举报

PhysX物理引擎(编程入门)

--PhysX,Hello World!

 

Author: 华文广   E-MAIL: huawenguang@sina.com  DATE:06/7/20

 

Hi,大家好,好久没有写过东西了.最近在研究物理引擎,在网上搜索了一下,发现相关的技术文章特别少,于是我心血来潮,决定给有兴趣向这方面发展的朋友写一篇入门教程,希望有所帮助。更多相关学习,请到http://www.physdev.com 物理开发网。

如果你是一名超级游戏爱好者,那想必你会听说过PPU。要是你不知道什么是PPU,那也不要紧,但至少你要知道什么是“物理加速卡”。

Ageia是PhysX物理芯片的开发商,一家名不见经传的公司,成为敢吃螃蟹的第一人。说不定不久的将来,我们的计算机里会出现CPU,GPU,PPU三足鼎立的局面,而物理编程,也将成为游戏程序员的必修课程。本文是PhysX编和的入门教程。

一、安装

在国际上,出名的物理引擎有Havok,Vortex,ODE,Novodex,Takamak等等,其中ode是一个免费开源的物理引擎,而Novodex就是PhysX的前身,被Ageia收购之后,改名为PhysX,是一个可以免费用于非商品用途的引擎。在这里选用PhysX来作为入门教程,主要是因为,它的帮助比较丰富,而且开发包可以免费获得。

   关于PhysX sdk的安装.首先要进入http://support.ageia.com下载SDK,注意的是Ageia的SDK只对注册用户开放下载。注册是免费的,但好像要经过审核才会开通,不过一般都会通过的。我注册的时候好像是第二天才收到开通邮件。有两个安装文件是必须下载的System Software.exe和PhysX2.3.3 SDK Core.exe前一个是底层驱动,后一个是程序内核,最新的SDK是2.4.1,但是只针对商业客户开放。对于初学者来说,最好把PhysX 2.3.3 SDK Training Pragrams.exe也一起下载,里面包含了从初级到高级的一系列教程,对学习这个引擎很有帮助。把所有东西下载下来之后,接着是安装了,安装很简单,一路next下去就可以了,但是为了让VC中设置方便一点,建设把PhysX 2.3.3 SDK Core.exe的安装路径改短一点,例如我的就是安装在D:/PhysX中。

安装好了之后,后开始对VC编译环境进行设置。

首先,在Tools→Options→Directories→Inclund Fik中加入以下目录.

D:/PhysX/SDKS/Physics/include

D:/PhysX/SDKS/Founddation/include

D:/PhysX/SDKS/PhysXLoader/include

然后在…àLibrary Fiks中加入以下目录:

D:/PhysX/sdks/LIB/Win32

以上用到的“D:/PhysX”指的是sdk安装目录,以你机器中的安装路径为准,本教程的示例程序用到了opengl和glut作为渲染引擎,你的计算机如何没有安装glut库,那也请先到www.opengl.org上下载一个安装上去。在这里就不打算深入讨论glut了,没有基础的朋友可以先自学一下。

二.、PhysX概述

   首先来介绍一下PhysX编程的几个术语以及它们之间的相互联系。

1.     Scene场景:就像演员表演都需要一个舞台一样, PhysX的所有物理运动都在这个scene中进行。

2.     Actor角色:在场景中,所有参与运算的实体都是一个角色或许我这样表达不是很正确,大家慢慢体会吧!

3.     bosy刚体:用来记录物体之间世界交互的各种系数,如速度,阻尼等.

4.     shape形状:描述和表达某一角色的外形,PhysX中提供4种基本形状,盒子,球,胶囊以及平面。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

从上面图可以看到,PhysX编程其实很简单,首先,定义各种不同的角色(actor),然后指定每个角色的形状(shape)属性和刚体(body)属性,最后是把这些角色都加入到场景(scene)空间中去,这样就可以构造出一个完整的物理世界。下面我将详细描述编程的步骤.

三.编程实现

1.创建scene,

NxsceDesc  sceneDesc:

SceneDesc.grauity    =  gDefaultGravity;//指定重力加速度(-9.81f)

SceneDesc.broadphase =  NX_BROADPHASE_COHERENT;            

SceneDesc.collisionDetection= true;     //是否开启碰撞检测

Gscene  =gPhysicsSDK→createScene(sceneDesc);

首先我们要创建一个场景的描述(Descriptor),PhysX SDK就利用这个场景描述结构来创建生成一个场景实例.

描述(Descriptor)在整个SDK编程过程中,会被广泛地使用。描述其实就是一个数据结构,主要是用来保存各种在创建实体时所需要的相关信息。你可以调整描述体中各种参数来达到不同的效果,当然你可以不作任何修改,这样的话实体在创建时会使用描述体的默认值。

在本例子中,我们创建一个指定了重力加速以及碰撞检测算法的场景实例。PhysX SDK中提拱了三种碰撞检测算法提拱给大家选择.这里选用的是“broad phase-coheret collison detoction”。

 

2.给场景(scene)增加物理材质(Materials)

物理材质指的是某一具体物体的表面属性和碰撞属性,这些属性可以确定一个物体和另一个物体发生碰撞时,是如何在该的物体上反弹,滑动或者滚动的。

你可以给场景中的所有物体指定一个相同的默认物理材质。

//创建默认材质

Nxmaterial* defaultMaterial=gscene →getMaterialFromIndex(0);

Default Material→setRestitution(0.9);//还原系数为0的时候没有还原.

DefaultMaterial→setStaticFriction(0.5);//静摩擦系数.

DefaultMaterial→setDynamicFricfion(0.5);//动摩擦系数.

以上材质的系数最小值都是0,最大值是1,如果要实现一个物体落在地上会自动弹跳,那就得把还原系数设得大一点。

 

3.创建地面

在本程序例子中,只有两个角色实体,地面和盒子.我们首先来看如何创建地面.

NxPlane shapeDesc planeDesc;

NxActorDesc   actorDesc;

actorDesc.shapes.pushBack(&phane Desc);

gscene→createActor(AcforDesc);

创建一个地面角色,这可能是角色创建的最简单的方法了,只用到了四行代码,首先分别创建一个平面形状描述和角色描述,两个描述都不作任何修改,也就是使用它们的默认值.平面的中心位于世界坐标原点(0,0,0)处,而法线则是指向y轴的正方向。

第二步,把平面描述添加到角色描述中的形状列表中去,从这里我们也可以看到,一个角色是可以包含多个形状物体的。

第三步,就是把角色加到场景(scene)中去,也许你会留意到,前面我们所说的一个角色实体必须包括形状描述和刚体描述,两大部份,为什么这里只有形状描述呢?其实,刚体描述也是存在的,当你没有为它指定的时候,角色创建时会自动生成一个默认的刚体描述。一个刚体的默认值是这样的:它不会移动但是会把与它发生碰撞的物体反弹回去。因为它的质量是无限大的。

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