常見3D物理引擎概述

今天幫朋友找3D物理引擎的資料,以前也看過那么多了,一直沒有總結過,今天順便整理一下.

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 

有不少游戲和軟件都選擇了他做物理引擎，比如HOLO3，失落星球，HL2， 細胞分裂，指環王Online ..etc現在Havok被Intel收購了，以后可能對Intel的CPU會有特別的優化。

(Tip: HL2的泄漏源代碼中包含了SDK，就是版本比較老了吧。)

2. NovodeX --- AGEIA PhysX

新興的王者，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

因為特有的硬件卡(物理加速卡-PPU)支持，所以能處理大量的物理運算，其他幾款暫時沒得比。Unreal3，GameBryo， Reality Engine等多款商業引擎和游戲都使用了他。

(Tip: NovodeX2.2及以前的版本，可以在沒有硬件卡的情況下使用所有功能，晚上能下載到)

3. Bullet

開源屆的霸主，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

這款物理引擎的歷史也比較久了，但似乎國內知道的ODE的人更多一些，這款物理引擎被Nvidia的開發人員所關注(Nvidia前些時候說過，要用GPU來實現物理加速，可能會最先在這款物理引擎上實現。)

(Tip: 這款引擎是開源的，有興趣的朋友，可以看看。)

4. ODE

開源的名角，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，這個就不用做過多的介紹了，國內使用和學習這個的人比較多了。只是最近看到他的網頁上有這么一句話：“Russell Smith is the primary author of ODE.”不知道是誰又傷害了這位仁兄。

(Tip: Google一下，中文文章一大把。)

5. TOKAMAK

最近想通了，決定開源了。支持功能如下：

http://www.tokamakphysics.com/

·           Joints

·           Friction

·           Stacking

·           Collision Detection

·           Rigid Particle

·           Breakage

這個物理引擎出現也比較早了，作者是日本人，其實日本的游戲也很發達的，能把技術共享出來，難得啊。（日文的技術網站還是很多的。）

6. Newton

更多的專注于生活中的實例模擬。

http://www.newtondynamics.com

這款物理引擎名聲可能不是很響，但是功能上絕對不差。比較出名的作品有：TV3D, Quest3D

(Tip:這款引擎支持Delphi;在后面這個非官方的Wiki上，有一套不錯的教程: http://walaber.com/newton_wiki/index.php?title=Main_Page )

6. Simple Physics Engine

國產精品，支持功能如下：

http://spehome.cn/

·  使用獨創的快速而穩定的Tri-Mesh碰撞檢測算法，使載入模型數據異常簡單。SPE的碰撞檢測系統從一開始就是針對三角形網格（Tri-Mesh）而設計，所以用戶可以方便地使用mesh文件創建任意形狀的剛體，SPE內部將自動處理所有工作。同時，SPE支持球和膠囊兩種基本幾何形狀，方便用戶創建粒子特效和ragdoll系統。此外，SPE支持一定條件下的連續碰撞檢測，可以正確地處理大多數情況下的高速運動物體。

·  碰撞信息分析。SPE對碰撞檢測系統產生的數據進行智能化分析，為碰撞反應計算提供更可靠更正確的原始數據，極大地提高了系統的穩定性。

·  穩定的碰撞與接觸解決系統。從1.5版開始，SPE采用全新的解決算法，更正確地計算摩擦與反彈，而且更穩定。

·  SPE提供一種穩定的基本Joint功能，支持最大距離、彈性系數以及破壞力等參數的配置，用戶可以使用它方便地創建各種其他類型的Joint。

·  實時剛體破碎。(Beta)。SPE提供“形狀操作”的功能，任何模型均可被一組平面或另一個模型切成小塊，SPE生成的模型中包括用于區分原始表面與切面的屬性信息，方便用戶更合理地渲染出新的形狀。目前，可破壞剛體的API已經開放。

·  高并行計算。SPE已經完成了多線程化以充分利用多核心CPU的性能. 90％以上的計算任務都可均勻地分配到任意數量的線程中去. 與單線程相比，雙線程至少能提供60％的性能提升，而四線程可以帶來150％以上的性能提升。使用SPEWorld::SetNumThreads( )即可在任何時候開啟多線程計算。

·  簡單易用而人性化的接口，極大地降低了SPE與其他軟件系統結合的難度，使用戶在瞬間即可建立一個具有真實物理屬性的世界。

·  更多的功能正在不斷開發中……

呵呵，國人做的一款物理引擎，關注….

最后： 當然還有其它的2D物理引擎就有很多了，改天有空的時候再整理一下吧。

posted on 2008-01-09 16:53 楊粼波 閱讀(2967) 評論(0)  編輯 收藏 引用