物理引擎 - 阶段顺序和其他一般信息

Question

我想建立自己的2D迷你物理引擎，包括（现在）僵硬的身体和约束（关节，接触，弹簧......）。 当我开始一个时间步时，我试图弄清楚阶段的正确顺序是什么， 当一般阶段是：宽相，窄相（碰撞检测和接触生成）， 分辨率（约束求解器）和积分 - 希望你能告诉我正确的顺序。

我对每个阶段都有一般性问题：

狭窄阶段 - 当我发现碰撞时，我是否需要在发现碰撞后将尸体分开，或者只是在分辨阶段对它们的速度施加冲动？

如果我对某些身体使用CCD（连续碰撞检测），那么如果我发现快速移动的物体A与其他物体B发生碰撞（最早是物体A），那么我会发现在物体碰撞物体A之前，物体B将与其他物体C碰撞，在我找到他的第一次碰撞后，我是否需要回到物体A并寻找其他碰撞？

如果我在我的引擎中使用Contact Solver（在约束求解器中，我将为每次碰撞生成A Contact约束，然后我将解决所有分辨率阶段，或者我将解决每个联系人我发现它们处于狭窄的阶段之后呢？

分辨率 - 在解决阶段使用constaints Solver可以吗？ 如果通过解决一个约束我将解决其他约束或制定更多约束怎么办？ （如果解决了其他约束或者做出更多限制，我是否需要在解决每个约束后进行检查？

Intefration - 这是我收集所有信息（冲动，力......）并将它们融入速度而不是用我选择的积分方法定位的部分？

对于我的物理引擎来说，辛厄勒整合就足够了吗？

我在许多物理引擎中看到过，比如box2D，他们使用迭代让我选择像这里的频率（注意我可以改变迭代次数（10）和频率（60.0 Hz））：{{0} }

这些变量意味着什么？迭代是我在每一帧中回忆起物理更新（上面的所有阶段）的次数，或者它只是回想起一个阶段，如狭窄阶段或类似的东西？ 而频率变量让我选择一秒钟内会有多少帧？ 如果我想请你纠正我。

上面的所有问题让我从学习堆栈中学习，因为它的基础知识，而且我没有找到一个可以在干净利落的前沿中解释这些东西的地方

非常感谢能够阅读所有内容的人，尤其是那些也会帮助我解决所有问题的人：）

Answer 1

阶段的顺序并不那么重要。是的，他们互相混乱，但任何失效都可以通过调整常数来纠正......

1. 入门

   在任何模拟代码之前，您应该从对象表示和可视化开始。您需要能够可视化您的东西，以便您可以看到是否一切正常

2. 对象类

   所以为你想要支持的所有对象类型创建类，并添加一些基本的接口函数（虚拟基类对于将来的实现是一个好主意），如：

   • load(file,ini,stream...),save(file,ini,stream...)
   • draw(screen or render context),update(dt),bool colide(object)等等......

   及时你会看到你需要添加的内容......现在它们将是空的（而不是你需要编写的绘图......）。您还可以准备一些常见的物理变量（也称为虚拟变量），如位置，速度，温度......

3. 基类

   它应该是你的引擎的封装。它包含所有对象/东西的列表。主界面有 GUI / App。为了更深入地了解我的意思，现在看Drag&Drop editor in C++，你可以将它作为起点，只需添加物理迭代/更新即可。不要忘记将对象接口实现到这个主类中，如：

   • load(filename) ...加载所有对象
   • draw(...) ...绘制所有对象......

4. <强>模拟

   仅在上述内容已经有效的情况下才开始。您需要考虑您想要达到的准确性和响应时间。对象/进程越快，您需要的仿真循环频率就越高。对于我的模拟，我通常每次迭代使用1-100 ms。对于非常快速的模拟，您可以在每次定时调用时进行N次迭代。这就是计数和频率的含义。如果频率是定时器调用速度，则调用迭代循环并且count（N）是时间步dt除法，因此如果N=10和f=60Hz则表示您迭代{{}每10秒{1}}次，因此它与1/60相同，但至少在Windows计时器分辨率为N=1 f=600Hz且不是非常精确的以太。因此，1 ms以上的频率是不可靠的。如果您想要更加精确，可以通过100 Hz或PerformanceCounter或者您可以使用的任何足够精确的 API 来衡量时间。

   您可以使用 D＆＃39; Alembert 原则（简单积分）来模拟其余运动的已知方程运动（不知道您要模拟的所有内容）。例如，请查看simple mass points gravity simulation in 3D (C++)

   如果您的代码写得很好，您可以并行化迭代循环，但您必须记住，它可以创建一些麻烦，如双重碰撞反应等

5. <强>冲突

   SO / SE 上有很多关于此的内容，所以只需搜索它。我想你应该看一下：simulation of particle collisions以了解多次碰撞处理。

这里有想法是我的模拟之一的样子

• 

它使用我在这里写的所有东西，另外它使用一个特殊的类来表示弹簧或关节等键。这就是它的样子：

RDTSC

我可以用这背后的东西覆盖整本书，但是我太懒了，而且这个网站也不适合这个，所以匆忙重要的是每个债券都有它的开始和结束对象指针（struct _bond { physics_point *pnt0,*pnt1; double l0,l1; int _beg0,_end0; int _beg1,_end1; List<int> depend0,depend1; int _computed; _bond() {} _bond(_bond& a) { *this=a; } ~_bond() {} _bond* operator = (const _bond *a) { *this=*a; return this; } //_bond* operator = (const _bond &a) { ...copy... return this; } }; List<_bond> bnds; ）并在计算期间填充依赖项列表（pnt0,pnt1）。

• depend0,depend1来自depend0方
的所有后续债券
• pnt0来自depend1方的所有后续债券。

然后在每次迭代期间递归更新所有债券以匹配债券/碰撞条件，只有当它们都这样做时，才会立即为所有债券更新头寸。

• pnt1只是宣布这种关系是正常的（符合条件）。

其余的只是临时变量，以减轻递归堆/堆栈废弃的负担