Введение
Физические свойства видеоигры Физика компьютерной анимации или физика игр - это законы физики, которые определяются в симуляции или видеоигре, и логика программирования, используемая для реализации этих законов. Физика игр сильно различается по степени сходства с физикой реального мира. Иногда физика игры может быть разработана для имитации физики реального мира настолько точно, насколько это возможно, чтобы выглядеть реалистично для игрока или наблюдателя. В других случаях игры могут преднамеренно отклоняться от фактической физики в игровых целях. Общие примеры в платформенных играх включают в себя возможность начать двигаться горизонтально или менять направление в воздухе и возможность двойного прыжка, обнаруженную в некоторых играх. Установление значений физических параметров, таких как количество присутствующей гравитации, также является частью определения физики игры конкретной игры. Существует несколько элементов, которые образуют компоненты физики моделирования, включая двигатель физики, программный код, который используется для моделирования ньютоновской физики в окружающей среде, и обнаружение столкновений, используемые для решения проблемы определения, когда любые два или более физических объекта в окружающей среде пересекают путь друг друга.
Computer animation physics or game physics are laws of physics as they are defined within a simulation or video game, and the programming logic used to implement these laws. Game physics vary greatly in their degree of similarity to real world physics. Sometimes, the physics of a game may be designed to mimic the physics of the real world as accurately as is feasible, in order to appear realistic to the player or observer. In other cases, games may intentionally deviate from actual physics for gameplay purposes. Common examples in platform games include the ability to start moving horizontally or change direction in mid air and the double jump ability found in some games. Setting the values of physical parameters, such as the amount of gravity present, is also a part of defining the game physics of a particular game. There are several elements that form components of simulation physics including the physics engine, program code that is used to simulate Newtonian physics within the environment, and collision detection, used to solve the problem of determining when any two or more physical objects in the environment cross each other's path.
Физические симуляции
Существует два основных типа физических симуляторов: симуляторы с жестким и мягким телом. В моделировании с жестким телом объекты группируются в категории на основе того, как они должны взаимодействовать, и требуют меньшей производительности. Физика мягких тел включает в себя моделирование отдельных частей каждого объекта таким образом, чтобы он вел себя более реалистично.
Системы частиц
Обычным аспектом компьютерных игр, которые моделируют какой-то конфликт, является взрыв. В ранних компьютерных играх использовался простой способ повторять один и тот же взрыв в каждом случае. Однако в реальном мире взрыв может варьироваться в зависимости от местности, высоты взрыва и типа поражаемых твердых тел. В зависимости от имеющейся мощности обработки, эффекты взрыва могут быть смоделированы как раздробленные и разбитые компоненты, движимые расширяющимся газом. Это моделируется с помощью моделирования системы частиц. Модель частичной системы позволяет имитировать множество других физических явлений, включая дым, движущуюся воду, осадки и т. д. Индивидуальные частицы в системе моделируются с использованием других элементов правил физического моделирования, с ограничением того, что количество частиц, которые могут быть имитированы, ограничено вычислительной мощностью аппаратного обеспечения. Таким образом, взрывы могут быть смоделированы как небольшой набор больших частиц, а не более точное огромное количество мелких частиц.
Физика Рэгдолла
Это процедура анимации и симуляции, которая показывает движение персонажа при его убийстве. В ней тело персонажа представляется как ряд жестких костей, соединенных друг с другом с помощью шарниров в суставах. Симулятор моделирует, что происходит с телом, когда оно падает на землю. Более сложные физические модели движения существ и взаимодействия столкновений требуют большего уровня вычислительной мощности и более точного моделирования твердых тел, жидкостей и гидродинамики. Моделированные суставные системы могут затем воспроизводить эффекты скелета, мышц, сухожилий и других физиологических компонентов. Некоторые игры, такие как Boneworks и Half Life 2, применяют силы к отдельным суставам, которые позволяют ragdolls двигаться и вести себя как гуманоиды с полностью процедурной анимацией. Это позволяет, например, сбить врага или схватить каждый отдельный сустав и переместить его, и физическая анимация будет соответственно адаптироваться, что было бы невозможно с помощью обычных средств. Этот метод называется активными рагдоллами и часто используется в сочетании с обратной кинематикой.
Стрелковые снаряды
Стрелы и пули часто движутся с очень высокой скоростью. Это создает проблемы с столкновениями иногда снаряд движется так быстро, что он просто проходит мимо тонкого объекта, не замечая, что он столкнулся с ним. Раньше это решалось с помощью лучевого литья, которое не требует создания физического снаряда. Однако просто стрелять лучи в направлении, в которое направлено оружие, не особенно реалистично, поэтому современные игры часто создают физический снаряд, на который может повлиять гравитация и другие силы. Этот снаряд использует форму непрерывного обнаружения столкновений, чтобы убедиться, что вышеуказанная проблема не произойдет (за счет низкой производительности), поскольку для выполнения такой задачи требуются более сложные расчеты. Такие игры, как FIFA 14, требуют точной физики снаряда для таких объектов, как футбольный мяч. В FIFA 14 разработчикам было необходимо исправить код, связанный с коэффициентом перемещения, который был неточным в предыдущих играх, что привело к гораздо более реалистичной симуляции реального мяча.