常见3D物理引擎概述

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Havok被Intel收购了，以后可能对Intel的CPU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。Unreal3，GameBryo， 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。