Кіріспе

Компьютерлік анимация физикасы немесе ойын физикасы - физиканың симуляция немесе видео ойындарда анықталған заңдары және осы заңдарды іске асыру үшін қолданылатын бағдарламалау логикасы. Ойын физикасы нақты физикаға ұқсастығы жағынан өте әртүрлі. Кейде ойынның физикасы ойыншы немесе бақылаушы үшін шынайы көрінуі үшін, мүмкіндігінше нақты әлемнің физикасын еліктеуге арналған болуы мүмкін. Басқа жағдайларда, ойындар ойын мақсаттары үшін нақты физикадан әдейі ауытқыуы мүмкін. Платформалық ойындардағы кең таралған мысалдарға горизонталь қозғалыс бастау немесе ауа ортасында бағытты өзгерту мүмкіндігі және кейбір ойындарда кездесетін қос секіру мүмкіндігі кіреді. Физикалық параметрлердің мәндерін, мысалы, ауырлық күші мөлшерін белгілеу, сонымен қатар белгілі бір ойынның ойын физикасын айқындаудың бір бөлігі болып табылады. Симуляциялық физиканың құраушыларын құрайтын бірнеше элементтер бар, соның ішінде физикалық қозғалтқыш, қоршаған ортадағы Ньютон физикасын симуляциялау үшін қолданылатын бағдарламалық код және кез-келген екі немесе одан да көп физикалық объектінің қоршаған ортадағы бір-бірімен қиылысуын анықтау мәселесін шешу үшін қолданылатын соқтығысуды анықтау.

Физикалық симуляциялар

Физикалық симуляциялардың екі негізгі түрі бар: қатты дене және жұмсақ дене симуляторлары. Қатты денелік симуляция объектілері олардың өзара әрекеттесуіне байланысты категорияларға жіктеледі және өнімділігі аз. Жұмсақ дене физикасы әр заттың жеке бөліктерін, олардың өзін-өзі барынша нақты ұстайтындай етіп симуляциялауды қамтиды.

Бөлшектер жүйелері

Компьютерлік ойындардағы жанжалдың бір түрі - жарылыс. Алғашқы компьютерлік ойындарда әр жағдайда бір жарылысты қайталау қарапайым әдісі қолданылған. Алайда, нақты әлемде жарылыс жер бетіне, жарылыс биіктігіне және соқтығысқан қатты денелердің түріне байланысты өзгеруі мүмкін. Қолда бар өңдеу қуатына байланысты жарылыстың әсерін кеңейіп жатқан газдың қозғалтқышымен бөлінген және жарылған компоненттер ретінде модельдеуге болады. Бұл бөлшектер жүйесін модельдеу арқылы модельделеді. Бөлшектер жүйесінің моделі басқа да физикалық құбылыстарды, соның ішінде түтінді, қозғалатын суды, жауын-шашынды және т.б. симуляциялауға мүмкіндік береді. Жүйедегі жеке бөлшектер физикалық модельдеу ережелерінің басқа элементтерін пайдалана отырып модельдендіріледі, симуляцияланатын бөлшектердің саны аппараттық жабдықтың есептеу қуатымен шектеледі. Осылайша жарылыстарды ұсақ бөлшектердің үлкен санынан гөрі, үлкен бөлшектердің шағын жиынтығы ретінде модельдеу қажет болуы мүмкін.

Рагдолл физикасы

Бұл - өлім кезінде кейіпкердің қозғалысын көрсету үшін қолданылатын процестік анимация және симуляция әдісі. Ол кейіпкердің денесін буындардағы ілмектермен біріктірілген қатаң сүйектер сериясы ретінде қарастырады. Симуляция дене жерге құлаған кезде не болатынын үлгілейді. Жаратылыстардың қозғалысы мен соқтығысудың өзара әрекеттесуінің күрделі физикалық модельдері есептеу қуатының жоғары деңгейін және қатты денелердің, сұйықтықтардың және гидродинамиканың толығырақ симуляциясын қажет етеді. Модельделген буыны бар жүйелер содан кейін скелет, бұлшықет, суырлар және басқа да физиологиялық компоненттердің әсерін қайта шығара алады. Boneworks және Half Life 2 сияқты кейбір ойындар жеке буындарға күш қолданады, бұл аруақшаларға толық процедуралық анимациямен гуманоидтар сияқты қозғалуға және әрекет етуге мүмкіндік береді. Бұл, мысалы, жауды құлатуға немесе әрбір жеке буынды ұстап, оны жылжытуға мүмкіндік береді және физикаға негізделген анимация сәйкесінше бейімделеді, бұл әдеттегі құралдармен мүмкін емес. Бұл әдіс белсенді рагдолл деп аталады және жиі кері кинематикамен бірге қолданылады.

Ұшақтар

Жебелер мен оқ сияқты оқ-дәрілер жиі өте жоғары жылдамдықпен ұшады. Бұл соқтығысу кезінде қиындықтар тудырады кейде оқ өте тез қозғалады, ол жұқа заттың жанынан өтіп кетеді, бірақ онымен соқтығысқанын байқай алмайды. Бұрын бұл мәселе сәуле шығару арқылы шешілетін, бұл үшін физикалық снаряд жасау қажет емес. Алайда, қарудың бағыттаған бағытына тек қана сәуле жіберу әсіресе нақты емес, сондықтан қазіргі заманғы ойындар жиі ауырлық күші мен басқа да күштер әсер ететін физикалық снарядты жасайды. Бұл снаряд жоғарыда көрсетілген проблеманың пайда болмайтынына көз жеткізу үшін үздіксіз соқтығысуды анықтау түрін қолданады (жетістіктің төмендеуі есебінен), өйткені мұндай тапсырманы орындау үшін күрделі есептеулер қажет. FIFA 14 сияқты ойындарда футбол добы сияқты заттардың дәлдікпен оқ ату физикасы қажет. FIFA 14-те әзірлеушілер алдыңғы ойындарда дұрыс емес созылу коэффициентіне байланысты кодты түзетуді талап етті, бұл нақты шардың әлдеқайда шынайы симуляциясына әкелді.