物理引擎是什麼

  物理引擎透過為剛性物體賦予真實的物理屬性的方式來計算運動、旋轉和碰撞反映。為每個游戲使用物理引擎並不是完全必要的—簡單的“牛頓”物理(比如加速和減速)也可以在一定程度上透過程式設計或編寫腳本來實現。然而,當游戲需要比較複雜的物體碰撞、卷動、滑動或者彈跳的時候,透過程式設計的方法就比較困難了。

技術簡介

  物理引擎使用對象屬性(動量、扭矩或者彈性)來模擬剛體行為,這不僅可以得到更加真實的結果,對於開發人員來說也比編寫行為腳本要更加容易掌握。好的物理引擎允許有複雜的機械裝置,像球形關節、輪子、氣缸或者鉸鏈。有些也支援非剛性體的物理屬性,比如流體。物理引擎可以從另外的廠商購買,而一些游戲開發系統具備完整的物理引擎。但是要注意,雖然有的系統在其特性清單中說他們有物理引擎,但其實是一些簡單的加速和碰撞偵測屬性而已。

技術應用

  當NVIDIA宣佈正式收購Ageia及該公司的PhysX物理軟硬體元件後,所有人都在期待,期待著NVIDIA會推出新的有關物理運算的東西出來。果不其然,最近當NVIDIA發佈Forceware 177.79驅動後,意味著GeForce 8/9和GT200系列的GPU都支援PhysX引擎。這是因為NVIDIA將PhysX引擎集成到CUDA結構的物理運算中。這樣,顯卡就能自動進行物理加速運算。當然,PhysX在游戲上的運用僅僅是物理引擎眾多運用的一方面,在整個CUDA通用運算領域上,都會有物理引擎的身影,比如計算天體間在相互引力的作用下,各自的運動軌跡等。

  此次在GDC09上展示的Havok物理引擎包括了三個場景,分別為爆破、布料和AI計算。演示平台使用了i7 965至尊版處理器搭配HD4870X2顯卡,運行效果比較流暢。不過唯一讓人感到稍稍驚訝的是,Havok物理引擎並非是專門針對ATI顯卡而設計,它能夠支援OpenCL結構(布料演示DEMO就是基於OpenCL結構開發的),也就是說NVIDIA的GeForce 8以上級別顯卡也很有可能能夠支援Havok物理引擎。

技術分類

PhysX

物理引擎是什麼

  PhysX是一套由NVIDIA設計的執行複雜的物理運算的技術。NVIDIA PhysX基於NVIDIA CUDA,允許其用戶利用PhysX執行物理運算。在游戲中實現物理運算效果絕非易事。物理運算效果是一種對計算性能要求極高的環境,以一整套獨特的物理學算法為基礎,需要大量同步運算的能力。採用支援PhysX技術的NVIDIA (英偉達)GeForce 處理器是實現即時物理學特效的最佳途徑,這些特效包括塵土飛揚、令物體碎片四射的爆炸、生動逼真的人物動作以及衣服布料的自然下垂與撕裂等。PhysX技術被廣泛應用於150多個游戲中,其註冊用戶數量已超過10,000名。這項技術在新力的Playstation 3、微軟的Xbox 360、任天堂的Wii以及個人電腦上均得到了良好的支援,把游戲推向全新的境界。

  此外,NVIDIA PhysX是一種功能強大的物理加速引擎,可在頂級PC和游戲中實現即時的物理學計算。PhysX設計用途是利用具備數百個內核的強大處理器來進行硬體加速。加上GPU超強的並行處理能力,PhysX將使物理加速處理能力呈指數倍增長並將您的游戲體驗提升至一個全新的水平,在游戲中呈現豐富多彩、身臨其境的物理學游戲環境。

  NVIDIA將PhysX引擎集成到CUDA結構的物理運算中,這樣就可以是GeForce 8/9及GT200系列全部都支援PhysX引擎, 所有已使用PhysX技術的游戲都支援新版驅動程式,果裝有支援CUDA平台的顯卡,游戲將自動選取顯卡進行物理加速運算,仍會使用性能較慢的CPU進行運算。此外,PhysX並不只使用於游戲市場,同時亦會運用CUDA通用運算領域上,應用更廣。

  無論是GPU還是CPU、PPU、Cell(PS3)都可以透過HAL翻譯層來實現軟、固質體動力(Soft or Rigid Body Dynamics)、通用碰撞偵測(Universal Collision Detection)、有限元素分析(Finite Element Analysis)、流體動力(Fluid Dynamics)、毛發模擬(Hair Simulation),以及更高級開發平台APEX中的更先進的布料模擬(Cloth Simulation)、自然模擬(Natural Motion)等在內新穎技術。

  透過過CUDA通用接口,PhysX引擎將NVIDIA GPU中的Thread Scheduler(線程管理器)模擬成Control Engine(控制引擎CE),而Streaming Processors來模擬Vector Processing Engine(向量處理引擎,VPE),其中CE控制引擎負責任務的指派,相當於PhysX中的主管機構,而真正的物理運算任務則是由VPE向量引擎來完成,最後透過Data Movement Engine(數據移動引擎DME)輸出。

Havok

物理引擎是什麼

  Havok原是一家業界領先的軟體服務提供商,其物理引擎被超過200款游戲使用,許多電影也應用了這家公司的軟體技術。去年9月,Intel突然宣佈收購Havok,業界普遍猜測此舉是為了抑制NVIDIA、AMD在游戲物理引擎領域的擴張。

  日前,Intel使出了擴展Havok物理引擎市場的殺手齔——免費!Havok在網站上開始提供其物理和動畫引擎產品的全免費下載。內容包括Havok SDK庫、樣例、技術文檔以及支援Maya、3ds Max和Avid XSI等3D建模軟體的格式轉換工具。所有的一切只要簡單註冊一下姓名郵箱就可以免費下載。

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