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JoltPhysics

C/C++

5.2.0

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충격 물리학

다중 핵심 친화적 인 강성 신체 물리 및 충돌 감지 라이브러리. 게임 및 VR 응용 프로그램에 적합합니다. Horizon이 West를 금지 한 West에 의해 사용됩니다.


Jolt Physics로 시뮬레이션 된 Ragdoll 파일을 보여주는 YouTube 비디오.

더 많은 데모와 비디오는 샘플 섹션으로 이동하십시오.

설계 고려 사항

또 다른 물리 엔진을 만드는 이유는 무엇입니까? 첫째, 개인 학습 프로젝트였습니다. 둘째, 기존 물리 엔진과 관련된 몇 가지 문제를 해결하고 싶었습니다.

게임은 물리를 시뮬레이션하는 것 이상을합니다. 이런 일은 여러 스레드에서 발생합니다. 우리는 메인 시뮬레이션 업데이트 이외의 물리 데이터에 동시에 액세스하는 것을 강조합니다.
- 시뮬레이션 섹션은 백그라운드에서로드 / 언로드 할 수 있습니다. 우리는 시뮬레이션을 잠그거나 영향을 미치지 않고 배경 스레드에 물리 몸체 배치를 준비합니다. 성능에 대한 최소한의 영향으로 배치를 시뮬레이션에 삽입합니다.
- 충돌 쿼리는 신체를 추가 / 제거하거나 업데이트하는 것과 평행하게 실행될 수 있습니다. 같은 스레드에서 신체의 변화가 발생하면 변경이 즉시 보입니다. 다른 스레드에서 변경이 발생하면 쿼리는 상태 전후에 일관성이 나타납니다. 대안은 세계의 읽기 및 쓰기 버전을 갖는 것입니다. 이렇게하면 변경 사항이 즉시 표시되는 것을 방지하므로이를 피합니다.
- 충돌 쿼리는 기본 물리 시뮬레이션과 평행하게 실행될 수 있습니다. 시뮬레이션 단계 전에 거친 점검 (넓은 위상 쿼리)을 수행하고 백그라운드에서 미세 확인 (좁은 위상 쿼리)을 수행합니다. 이런 식으로, 장기적 인 프로세스 (예 : 내비게이션 메시 생성)는 여러 프레임에 걸쳐 퍼질 수 있습니다.
신체가 우연히 일어나면 콘텐츠를로드 / 언로드 할 때 성능 문제가 발생합니다. 따라서 시체는 만들어 질 때 자동으로 깨어나지 않습니다. 시체가 제거되면 이웃 시체가 깨어나지 않습니다. 원하는 경우 수동으로 트리거 될 수 있습니다.
시뮬레이션은 결정적으로 실행됩니다. 입력을 시뮬레이션에 복제하여 시뮬레이션을 원격 클라이언트에 복제 할 수 있습니다. 한계를 이해하려면 결정 론적 시뮬레이션 섹션을 읽으십시오.
우리는 현실 세계에서 강성 신체의 행동을 시뮬레이션하려고 노력하지만 근사치를 만듭니다. 따라서이 라이브러리는 주로 게임 또는 VR 시뮬레이션에 사용해야합니다.

특징

연속 충돌 감지를 사용하여 다양한 모양의 강성 몸체의 시뮬레이션 :
- 구체
- 상자
- 캡슐
- 테이퍼 캡슐
- 실린더
- 테이퍼 실린더
- 볼록한 선체
- 비행기
- 화합물
- 메쉬 (삼각형)
- 지형 (높이 필드)
신체 간의 제약 시뮬레이션 :
- 결정된
- 가리키다
- 거리 (스프링 포함)
- 돌쩌귀
- 슬라이더 (프리즘이라고도 함)
- 원뿔
- 랙과 피니언
- 기어
- 고패
- 부드러운 스플라인 경로
- 스윙-트위스트 (휴머노이드 어깨)
- 6 DOF
제약 조건을 구동하는 모터.
충돌 감지 :
- 주조 광선.
- 테스트 모양 대 모양.
- 모양 대상 대 다른 모양.
- Broadphase는 어떤 객체가 교차 할 수 있는지 신속하게 결정하기 위해 테스트합니다.
센서 (트리거 볼륨).
애니메이션 ragdolls :
- 하드 키 링 (운동 학적 단단한 몸체).
- 소프트 키잉 (동적 강체의 속도 설정).
- 애니메이션 포즈로 제약 모터를 구동합니다.
- 높은 디테일 (애니메이션) 골격을 낮은 세부 사항 (Ragdoll) 골격에 매핑하고 그 반대도 마찬가지입니다.
게임 캐릭터 시뮬레이션 (캡슐)
- 단단한 신체 특성. 물리 시뮬레이션 중에 이동합니다. 캐릭터와 동적 신체 사이의 가장 저렴한 옵션 및 가장 정확한 충돌 응답.
- 가상 캐릭터. 시뮬레이션에 강성 본체가 없지만 충돌 확인을 사용하여 시뮬레이션합니다. 더 많은 제어를 위해 물리학 업데이트 외부 업데이트. 동적 신체와의 정확한 상호 작용.
차량
- 바퀴 달린 차량.
- 추적 차량.
- 오토바이.
소프트 바디 시뮬레이션 (예 : 부드러운 공 또는 천 조각).
- 에지 제약.
- Dihedral end 제약 조건.
- 사면체 부피 제약 조건.
- 장거리 부착 제약 조건 (테더라고도 함).
- 시뮬레이션이 특정 범위의 피부 정점 내에 유지하도록 제한합니다.
- 내부 압력.
- 시뮬레이션 된 단단한 바디와 충돌합니다.
- 부드러운 몸체에 대한 충돌 테스트.
수상 부력 계산.
큰 세계를 허용하는 선택적 이중 정밀 모드.

지원되는 플랫폼

Windows (데스크탑 또는 UWP) x86/x64/arm32/arm64
리눅스 (우분투에서 테스트) x64/arm64
freebsd
Android x86/x64/arm32/arm64
플랫폼 블루 (인기있는 게임 콘솔) x64
MACOS X64/ARM64
iOS X64/ARM64
MSYS2 MINGW64
WebAsSembly,이 별도 프로젝트를 참조하십시오.

필요한 CPU 기능

x86/x64에서 최소 요구 사항은 SSE2입니다. 라이브러리는 SSE4.1, SSE4.2, AVX, AVX2 또는 AVX512를 사용하여 컴파일 할 수 있습니다.
ARM64에서 라이브러리는 네온과 FP16을 사용합니다. ARM32에서는 특별한 CPU 지침없이 컴파일 할 수 있습니다.

선적 서류 비치

Jolt에 대한 자세한 내용은 최신 아키텍처 및 API 문서를 방문하십시오. 특정 릴리스 문서도 제공됩니다.

시작하려면 Helloworld 예를보십시오. Cmake FetchContent를 사용하는 Helloworld 예제는 CMAKE 프로젝트에 Jolt Physics를 어떻게 통합 할 수 있는지 보여줍니다.

Jolt가 사용하는 일부 알고리즘은 GDC 2022 Talk : 'Horizon Forbidden West'(슬라이드, 스피커 노트가있는 슬라이드, 비디오)에 대한 건축 Jolt 물리학에 자세히 설명되어 있습니다.

컴파일

Visual Studio 2019+, Clang 10+ 또는 GCC 9+로 컴파일됩니다.
C ++ 17을 사용합니다.
표준 템플릿 라이브러리에만 의존합니다.
RTTI를 사용하지 않습니다.
예외를 사용하지 않습니다.

플랫폼 블루에서 실행하려면 NDA 요구 사항으로 인해 자체 빌드 환경 및 플랫폼 블루를 제공해야합니다. 이 파일은 플랫폼 Blue Developer Forum에서 사용할 수 있습니다.

빌드 지침의 경우 빌드 섹션으로 이동하십시오. 이전 버전의 라이브러리에서 업그레이드 할 때 릴리스 노트 또는 API 변경 섹션으로 이동하십시오.

성능

여러 CPU로 Jolt가 어떻게 스케일링하고 다른 물리 엔진과 비교하는지에 관심이 있으시면이 문서를 살펴보십시오.

폴더 구조

자산 -이 폴더에는 TestFramework, 샘플 및 JoltViewer가 사용하는 자산이 포함되어 있습니다.
빌드 - 라이브러리를 구축하는 데 필요한 모든 것이 포함되어 있으며 빌드 섹션을 참조하십시오.
문서 - 라이브러리에 대한 문서가 포함되어 있습니다.
Helloworld- Jolt Physics Library 사용 방법을 보여주는 간단한 응용 프로그램.
JOLT- 라이브러리의 모든 소스 코드는이 폴더에 있습니다.
JOLTVIEWER- DebugrenderERCORDER 클래스 (a .jor 파일)를 사용하여 물리 엔진의 출력을 기록 할 수 있습니다.이 폴더에는 소스 코드가 녹음을 시각화 할 수있는 응용 프로그램에 포함됩니다. 이것은 다른 플랫폼에서 Performancetest의 출력을 시각화하는 데 유용합니다. 현재 Windows에서만 사용할 수 있습니다.
Performancetest- 성능 테스트를 실행하고 타이밍 정보를 수집하는 간단한 응용 프로그램이 포함되어 있습니다.
샘플 - 여기에는 샘플 응용 프로그램이 포함되어 있으며 샘플 섹션을 참조하십시오. 현재 Windows에서만 사용할 수 있습니다.
TestFramework- 물리 엔진의 결과를 시각화하기위한 렌더링 프레임 워크. 샘플과 Joltviewer에서 사용합니다. 현재 Windows에서만 사용할 수 있습니다.
UnitTests- 물리 엔진의 동작을 검증하기위한 일련의 단위 테스트.
Webincludes- 물리 엔진의 내부 프로파일 링 프레임 워크에서 사용하는 다수의 JavaScript 리소스.