Физика компьютерной анимации или физика игр — это законы физики , определенные в симуляции или видеоигре , а также логика программирования, используемая для реализации этих законов. Физика игр сильно различается по степени сходства с физикой реального мира. Иногда физика игры может быть разработана так, чтобы максимально точно имитировать физику реального мира, чтобы казаться реалистичной игроку или наблюдателю. В других случаях игры могут намеренно отклоняться от реальной физики в целях игрового процесса. Распространенные примеры платформенных игр включают возможность начать движение по горизонтали или изменить направление в воздухе, а также способность двойного прыжка , встречающуюся в некоторых играх. Установка значений физических параметров, таких как сила гравитации, также является частью определения игровой физики конкретной игры.
Существует несколько элементов, которые образуют компоненты физики моделирования, включая физический движок , программный код, который используется для моделирования ньютоновской физики в окружающей среде, и обнаружение столкновений , используемое для решения проблемы определения момента пересечения любых двух или более физических объектов в окружающей среде. путь друг друга.
Существует два основных типа физического моделирования : симуляторы твердого тела и симуляторы мягкого тела . При моделировании твердого тела объекты группируются по категориям в зависимости от того, как они должны взаимодействовать, и требуют меньше производительности. Физика мягких тел предполагает моделирование отдельных частей каждого объекта таким образом, чтобы он вел себя более реалистично. [1]
Распространенным аспектом компьютерных игр, моделирующих тот или иной тип конфликта, является взрыв. Ранние компьютерные игры использовали простой способ повторения одного и того же взрыва в каждом случае. Однако в реальном мире взрыв может варьироваться в зависимости от местности, высоты взрыва и типа поражаемых твердых тел. В зависимости от доступной вычислительной мощности последствия взрыва можно смоделировать как раскол и разрушение компонентов, приводимых в движение расширяющимся газом. Это моделируется посредством моделирования системы частиц. Модель системы частиц позволяет моделировать множество других физических явлений, включая дым , движущуюся воду , осадки и т. д. Отдельные частицы в системе моделируются с использованием других элементов правил физического моделирования с тем ограничением, что количество моделируемых частиц ограничено вычислительной мощностью оборудования. Таким образом, взрывы, возможно, придется моделировать как небольшой набор крупных частиц, а не как более точное огромное количество мелких частиц. [2]
Это процедурная анимация и техника моделирования, отображающая движение персонажа после его убийства. Он рассматривает тело персонажа как серию твердых костей, соединенных между собой шарнирами в суставах. Моделирование моделирует то, что происходит с телом, когда оно падает на землю. Более сложные физические модели движения существ и столкновений требуют более высокого уровня вычислительной мощности и более точного моделирования твердых тел, жидкостей и гидродинамики. Смоделированные шарнирные системы затем могут воспроизводить эффекты скелета , мышц , сухожилий и других физиологических компонентов. [3] В некоторых играх, таких как Boneworks и Half-Life 2 , к отдельным суставам применяются силы, которые позволяют рэгдоллам двигаться и вести себя как гуманоиды с полностью процедурной анимацией. Это позволяет, например, сбить врага с ног или схватить каждый отдельный сустав и переместить его, а анимация, основанная на физике, будет соответствующим образом адаптироваться, что было бы невозможно с помощью обычных средств. Этот метод называется активными рэгдоллами и часто используется в сочетании с инверсной кинематикой .
Снаряды, такие как стрелы или пули, часто движутся с очень высокой скоростью. Это создает проблемы со столкновениями — иногда снаряд летит так быстро, что просто проходит мимо тонкого объекта, даже не обнаруживая, что он с ним столкнулся. Раньше это решалось с помощью ray-casting , который не требует создания физического снаряда. Однако просто выстрелить лучом в том направлении, куда направлено оружие, не особенно реалистично, поэтому современные игры часто создают физический снаряд, на который может воздействовать гравитация и другие силы. Этот снаряд использует форму непрерывного обнаружения столкновений , чтобы гарантировать, что вышеуказанная проблема не возникнет (за счет снижения производительности), поскольку для выполнения такой задачи требуются более сложные вычисления.
Такие игры, как FIFA 14, требуют точной физики снарядов для таких объектов, как футбольный мяч. В FIFA 14 разработчикам пришлось исправить код, связанный с коэффициентом сопротивления , который был неточным в предыдущих играх, что привело к гораздо более реалистичной симуляции настоящего мяча. [4]
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link)