Rigid Body Overview

Introduction

本章将介绍使用 NVIDIA PhysX 引擎simulate刚体动力学的基础知识。

Rigid Body Object Model

PhysX 使用分层刚体对象模型，如下所示：

class	Extends	Functionality
PxBase	N/A	反射/查询对象类型。
PxActor	PxBase	Actor名称、actor标志、作用域、客户端、聚合、查询世界边界。
PxRigidActor	PxActor	Shapes 和 transforms
PxRigidBody	PxRigidBodyc	质量，惯性，body flags
PxRigidStatic	PxRigidActor	场景中静态主体的接口。这种身体具有隐含的无限质量/惯性。
PxRigidDynamic	PxRigidBody	场景中动态刚体的接口。引入对运动学目标（kinematic targets ）和对象休眠（object sleeping）的支持。
PxArticulationLink	PxRigidBody	`PxArticulation`中动态刚体链接的接口。介绍对查询关节和相邻链接的支持。
PxArticulation	PxBase	定义`PxArticulation` 的接口。实际上，包含引用多个`PxArticualtionLink`刚体。

下图显示了刚体管线中涉及的主要类型之间的关系：

The Simulation Loop

现在使用``PxScene::simulate()`方法及时推进世界前进。下面是示例的固定步进器类(fixed stepper class)的简化代码：

mAccumulator = 0.0f;
mStepSize = 1.0f / 60.0f;virtual bool advance(PxReal dt)
{mAccumulator  += dt;if(mAccumulator < mStepSize)return false;mAccumulator -= mStepSize;mScene->simulate(mStepSize);return true;
}

每当应用完成事件处理并开始空闲时，就会从示例框架中调用此操作。它累积经过的实时时间，直到大于六十分之一秒，然后调用 simulate()，它将场景中的所有对象向前移动该间隔时间。这可能是在推进simulate时处理时间的众多不同方法中最简单的方法。

要允许simulate完成并返回结果，只需调用：

mScene->fetchResults(true);

True 表示simulate应阻塞，直到simulate()完成，以便在返回时保证结果可用。当 fetchResults完成时，您定义的任何simulate事件回调函数也将被调用。请参阅回调序列一章。在simulate过程中，可以从场景中读取和写入。示例利用这一点与物理场并行执行渲染工作。在 fetchResults() 返回之前，当前simulate步骤的结果不可用。因此，与simulate并行运行渲染会将演员渲染为调用 simulate()前的样子。在 fetchResults() 返回后，所有这些函数都将返回新的simulate后的状态。有关在simulate运行时读取和写入的更多详细信息，请参阅Threading一章。为了使人眼将动画运动感知为平滑，每秒至少使用二十个离散帧，每帧对应于一个物理时间步长。要对更复杂的物理场景进行流畅、逼真的simulate，请至少每秒使用五十帧。

注意：如果您正在进行实时交互式(real-time interactive simulation)simulate，则可能会尝试采用不同大小的时间步长，这些步长对应于自上次simulate帧以来经过的实时量。如果这样做，请非常小心，与采用恒定大小的时间步长不同的是：simulate代码对非常小和很大的时间步长都很敏感，并且对时间步长之间的太大变化也很敏感。在这些情况下，它可能会产生抖动simulate（jittery simulation）。

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