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PhysX物理引擎(编程入门)

2013年09月15日 ⁄ 综合 ⁄ 共 3679字 ⁄ 字号 评论关闭

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”。

AgeiaPhysX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HavokVortexODENovodexTakamak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,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AgeiaSDK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.exePhysX 2.3.3 SDK Core.exe前一个是底层驱动,后一个是程序内核,最新的SDK2.4.1,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,ToolsOptionsDirectoriesInclund 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openglglut作为渲染引擎,你的计算机如何没有安装glut,那也请先到www.opengl.org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。

.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,.

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。

 


actor

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.

.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  gPhysicsSDKcreateScene(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 getMaterialFromIndex0;

Default MaterialsetRestitution0.9;//还原系数为0的时候没有还原.

DefaultMaterialsetStaticFriction0.5;//静摩擦系数.

DefaultMaterialsetDynamicFricfion0.5;//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;

gscenecreateActorAcforDesc;

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。

 

4、        创建盒子

     前面介绍了如何创建一个地面,这是场景中最简单的一个角色了,下面我们将要创建一个稍为复杂一点的角色,一个盒子。

Int size=5

NxBodyDesc BodyDesc;

BodyDesc.angularDamping=0.5f;

BodyDesc.linearVelocity=NxUec30.0f,0.0f,0.0f

NxBoxShapeDesc  BoxDesc;

BoxDesc.dinesions=NxUec3floatsize,floatsize,floatsize));

NxActorDesc BoxActorDesc;

BoxActorDesc.shapes.pushBack&BosDesc;

BosActorDsec.body=  &BodyDesc;

BoxActorDesc.desity=0.10f;

BoxActorDesc.globalpose.t=NxVec30.0.20.0.0.0;

GscenecreateActorBoxActorDesc)→userData=viud*size;

这里我们创建了一个叫Box的场景角我。我们可以看到,盒子角色完整地包含了形状和刚体两大部份。和创建平面角色不同的是盒子角色描述中多了“desity

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