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  • 本文以表格的形式将常见金属的物理性质与力学性质列出来,直观、易懂。
  • 常见3D物理引擎概述

    千次阅读 2017-10-09 17:00:00
    今天帮朋友找3D物理引擎的资料,以前也看过那么多了,一直没有总结过,今天顺便整理一下. 1.Havok: 老牌的君王,支持功能如下: http://www.havok.com ·Collision Detection - including Continuous Physics™ ...

    今天帮朋友找3D物理引擎的资料,以前也看过那么多了,一直没有总结过,今天顺便整理一下.

    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IntelCPU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。Unreal3GameBryo 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….

     

     

     

    最后: 当然还有其它的2D物理引擎就有很多了,改天有空的时候再整理一下吧。

    展开全文
  • 常见物理引擎

    千次阅读 2011-10-07 19:00:55
     · 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。   几款常用物理引擎比较     开发公司/作者...
    
    

    1. Havok:

      老牌的君王,支持功能如下:

      · 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Havok被Intel收购了,以后可能对Intel的CPU会有特别的优化。

      Havok对PS2、XBOX、GameCube、PC多种游戏平台都有支持。也是世界顶级游戏公司Valve(Half Life的公司),Pandemci,Remedy等的合作伙伴。这个物理引擎曾经支持过各种类型的游戏,包括racing game,first-persion shooter,MMOGs,adventure games,puzzle games等等。Hovak还曾经负责电影Matrix的部分效果处理。

      成功案例:

      Crash Nitro Kart、Half-Life 2、Max Payne 2、Medal of Honor、F.E.A.R.、Lord of the Rings: Middle Earth Online。

      2. NovodeX --- AGEIA PhysX

      新兴的王者,支持功能如下:

      · 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。

      NovodeX是由开发PPU的公司AGEIA进行维护,因此对于将来PPU硬件的支持,无疑NovodeX是最有优势的。NovodeX是一个模拟刚体动力学的物理引擎,支持速度,加速度,动量,冲量,碰撞等等的物理概念。NovodeX的开发库支持跨平台,多线程,高速碰撞检测等特性,专门对汽车物理的模拟做了优化。案例:

      根据官方文档,已经有超过60个游戏工作室、公司和研究机构采用了NovodeX的技术。

      3. Bullet

      开源届的霸主,支持功能如下:

      · 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:

      · 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:

      · 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。

      6. Simple Physics Engine

      国产精品,支持功能如下:

      · 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。

      

    几款常用物理引擎比较


      

      

    开发公司/作者 Hovok CMLabs Russell Smith AGEIA David Lam
    版本 3 2.3 0.5 2.1.2 1.21
    发行日期 2005.3 2004.7 2004.5 2004.11 2005.3
    是否支持C++开发
    文档/Demo 详细 详细 较详细 详细 较详细
    License 商业
      价格需要协商
    商业
      价格需要协商
    GNU LGPL/BSD/价格和使用需要协商 商业
      价格需要协商
    免费
    技术支持 全面 全面 全面
    其他 NA NA 开放源码 支持PPU NA
    展开全文
  • Unity物理引擎常用属性

    千次阅读 2018-06-29 23:49:49
    Unity内置了NVIDIA的Physx物理引擎,Physx是目前使用最为广泛的物理引擎,被很多游戏大作所采用,开发者可以通过物理引擎高效、逼真地模拟刚体碰撞、车辆驾驶、布料、重力等物理效果,使游戏画面更加真实而生动。...

    物理引擎就是在游戏中模拟真实的物理效果。Unity内置了NVIDIA的Physx物理引擎,Physx是目前使用最为广泛的物理引擎,被很多游戏大作所采用,开发者可以通过物理引擎高效、逼真地模拟刚体碰撞、车辆驾驶、布料、重力等物理效果,使游戏画面更加真实而生动。
    物理引擎主要包含三个核心内容:
    1. Collider是最基本的触发物理的条件,例如碰撞检测。基本上,没有Collider物理系统基本没有意义(除了重力);
    2. Rigidbody是物体的基本物理属性设置,当检测碰撞完之后,就要计算物理效果,而Rigidbody提供计算基本参数。
    3. PhysicMaterial则是附加的基本物理参数,是一个物理材质,UNITY3D有自带默认的物理材质的系数(在Edit/Project Settings/Physic下设置),它参与碰撞的计算例如反弹效果摩擦效果等。
    常见问题:
    对Rigidbody施加力的常用方式?
    AddForce 添加普通力;AddExplosionForce 添加爆炸力;AddForceAtPosition 添加位置力。
    两个Collider产生碰撞的必要条件?
    至少要有一个物体具有Rigibody刚体才会触发OnColliderEnter函数。
    有碰撞器Collider
    碰撞器和触发器的区别?
    最大的区别是碰撞器有碰撞效果触发器没有;触发器是一个特殊的碰撞器。
    Collider有几种?(三种)
    1、Static Collider(静态碰撞器):带有Collider没有添加Rigidbody的对象,用于静止物体如地理环境;
    2、Rigidbody collider:带有rigidbody的collider对象,能够根据物理引擎很好的响应外力和碰撞作用。
    3、Kinematic rigidbody collider:带有rigidbody的collider对象,开启Is kinematic。
    当物体进来OnTriggerEnter触发,出去时OnTriggerExit触发。那么物体在进来后Destory后会如何?
    经过测试是:不会调用OnTriggerExit。
    PhysicMaterial有哪些主要属性?
    dynamicFriction:移动摩擦力,值在0到1之间。
    staticFriction:静止摩擦力,值在0到1之间。
    Bounciness:弹力,0值没有弹力,1-没有能量损失的反弹。
    Character Controller(角色控制器)的特性
    角色本身不受Physics影响,需要接受外力作用时,使用OnCharacterColliderHit();
    使用角色控制器如何防止角色经常卡住?
    Skin Width:设置为radius的10%;
    Step offset:对于2meter(米)高的Character设为0.1到0.4;
    Min move distance设为0即可。
    Rigidbody常用属性?
    打开Is Kinematic后物体不受物理引擎影响,只受Transform控制;
    Freeze Position冻结位置轴向,Freeze Rotation冻结方向轴向,冻结之后的轴向只受Transform控制;
    使用Physics时不要使用Transform
    CharacterController和Rigidbody的区别?
    CharacterController自带胶囊碰撞器,里面包含有刚体的属性;
    Rigidbody就是刚体,使物体带有刚体的特征。
    什么是Trigger?
    Collider勾选Is Trigger属性,碰撞器变成触发器;
    在物体发生碰撞的整个过程中,有几个阶段,分别列出对应的函数?
    OnCollisionEnter(进入)、OnCollisionStay(保持)、OnCollisionExit(退出)
    什么叫做链条关节?
    Hinge Joint,可以模拟两个物体间用一根链条连接在一起的情况,能保持两个物体在一个固定距离内部相互移动而不产生作用力,但是达到固定距离后就会产生拉力。

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  • 光的物理属性

    千次阅读 2010-09-14 14:59:00
    光学仪器与光的物理属性 光一般情况下以直线传播,但是遇到某些物质光的传播方向会改变。如筷子插在盛水的玻璃杯内,我们看到筷子弯曲了。另外,光通过透镜 ( 凹透镜,凸透镜 ) 时,会按照特定...

    可见光

    人的肉眼所能看到的光只是小部分,红光和紫光是我们所能够看见的两个极端,如红外线,紫外线, x射线及 gamma波都是人眼不可见的。

    我们平时看到的光大多都是白光,白光是三色光 (R,G,B)的混合。

    三色光源照射到地面上发生的光色混合。


    光学仪器与光的物理属性

    光一般情况下以直线传播,但是遇到某些物质光的传播方向会改变。如筷子插在盛水的玻璃杯内,我们看到筷子弯曲了。另外,光通过透镜 (凹透镜,凸透镜 )时,会按照特定的方向传播并聚焦。凹透镜会把一束平行光束变宽,而凸透镜会把平行光束变窄。

    还有,三棱锥 (Prizms)会把白光分开。


    热辐射 (Radiosity) 和反射

    光遇到物体会发生反射,反射来的光使得我们看到这个物体。光的反射也能引起光能量的传播,即热辐射。

    红光照到小球上产生反射光,该反射光照射到地面上又产生反射光,形成光能量的传播。

     


     

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  • 常见3D游戏物理引擎总结

    千次阅读 2009-07-05 11:52:00
    同时使用图形引擎和物理引擎,就是创建在图形世界中创建一个物体,然后在物理引擎的世界里也创建同样的物体,图形引擎关注的是物体图形属性(比如material texture等),而物理引擎关注的是物体的物理属性(比如质量...
  • 奇异值的物理意义是什么

    千次阅读 2018-04-10 09:56:04
    矩阵奇异值的物理意义是什么?或者说,奇异值形象一点的意义是什么?把m*n矩阵看作从m维空间到n维空间的一个线性映射,是否:各奇异向量就是坐标轴,奇异值就是对应坐标的系数?(题目可能问得不好,欢迎帮忙修改)...
  • ===========2014.08.17补充========== 1。人眼看到的颜色与可见光谱上的频率是怎样...如何像物理的定义一样精确定义“色盲”? 关注者 837 被浏览 95,228 关注问题写回答 ​邀请回答 ​14 条评论 ​分享 ...
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空空如也

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常见的物理属性有什么