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三维游戏引擎中物理引擎关键技术的研究

王树军

   游戏引擎是一个处理游戏底层技术的平台。使用游戏引擎,游戏开发人员可以集中精力处理游戏的设计,忽略游戏的系统架构、内存管理、图形图像的渲染绘制、物理碰撞检测等一些底层技术。物理引擎是游戏引擎中的子模块,它根据牛顿力学定律,计算游戏中物体的合理的物理位置,并将计算结果提供给渲染引擎,从而向使用者展示出真实性的渲染效果。物理引擎的核心是碰撞检测算法。 在本文中,作者对开源游戏引擎Nebula2进行深入研究,分析其系统架构及主要模块功能作用;并对开源的物理引擎ODE(Open Dynamic Engine)进行分析;研究常用的碰撞检测算法:AABB、OBB、k-dop等,进而在游戏引擎以及物理引擎技术方面做了一些有益的研究。 首先本文分析对比几种常用碰撞检测算法:AABB、OBB、k-dop,在此基础上,对AABB(Axis Aligned Bounding Box)算法进行了改进,提高了其碰撞检测的效率。 其次本文构建了通用游戏引擎的架构;参考现有的开源游戏引擎Nebula2,根据分层思想,自底向上搭建了通用游戏引擎系统的架构,并设计各层的基本模块;归纳物理引擎的功能,在此基础上设计了具备刚体和柔体的统一物理引擎的基本架构。 最后设计了一个柔性物体物理模型;在研究常用的水面模拟方法和布料模拟方法的基础上,建立质子—刚性杆的物理模型,用来进行水面和布料的模拟;并以此为柔体世界的基本模型,完成了统一物理引擎的详细设计。 物理引擎关键技术是三维游戏引擎技术的重要组成部分。对物理引擎关键技术的研究能够促进三维游戏引擎技术的发展,具有很重要的科研意义。……   
[关键词]:游戏引擎;物理引擎;碰撞检测;AABB
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:天津大学2007年
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