物理系统是现代游戏引擎中非常重要的一个组成部分。物理系统模拟真实世界中的物理效应,让游戏场景和对象的运动更加逼真。下面我们简要了解一下游戏引擎中的物理系统是如何实现的。
最基础的是刚体动力学系统。它主要模拟刚体间的碰撞响应和运动规律,比如受力、质量、冲量、摩擦等因素对速度和运动轨迹的影响。刚体引擎通过积分计算刚体的运动状态,决定其位置和旋转变化。
构建在刚体引擎基础上是碰撞检测系统。它可以精确检测不同几何体之间是否产生了碰撞。这需要计算零时空间中物体的距离和碰撞点位置。空间分区技术也可用于减少不必要的碰撞检测,提升效率。
物理引擎中还包括刚体约束系统。它可以通过关节、铰链等方式约束两个刚体间的相对运动。适当引入约束条件可以模拟更丰富的物理效应。
物理引擎也需要仿真软体物理效应,如布料、液体等非刚性物体的形变和运动规律。这需要建模与仿真更复杂的碰撞、变形等行为。粒子系统、质点-弹簧系统等是常用方法。
此外,引擎还需要相应的碰撞回调机制,根据碰撞结果进行后续处理,如执行脚本事件、播放音效等。这与游戏逻辑关联较大。
可以看出,构建游戏物理系统需要多学科协同支持。了解其基本原理和实现手段,可以帮助开发者更好地运用物理引擎提升游戏真实感与互动性。
