Physik-Engine

Physik-Engine

Eine Physik-Engine (wörtlich „Physikmaschine“, freier etwa: Physikkern oder Physikmodul) ist ein meist separater Teil eines Computerprogramms, welcher zur Simulation physikalischer Prozesse sowie der Berechnung objektimmanenter Eigenschaften (z. B. Impuls) dient. Ziele sind eine Vereinfachung der Programmierung und die Vermittlung von realistischer Umgebung. Hauptanwendungsgebiete sind moderne Computerspiele und Simulationssoftware.

Anders als es die Bezeichnung vermuten lässt, muss dabei nicht zwangsläufig ein physikalisches Konzept zu Grunde liegen. Dies liegt oft an der immensen Komplexität der auf physikalischen Prozessen basierenden Berechnungen. Da in solchen Fällen meist ein Anspruch auf Echtzeitfähigkeit besteht, geht Effizienz vor Exaktheit.

Inhaltsverzeichnis

Arten der Simulation

  • Physik starrer Körper (rigid body mechanics)
  • nicht elastische Physik mit Deformationen (soft body dynamics)
  • Masse-Feder Modelle (spring dynamics) u. a. als Grundlage der Simulation von Seilen und Stoff (rope bzw. cloth)
  • Partikelsysteme u. a. als Grundlage der Simulation von Flüssigkeiten (fluid dynamics) und Feuer

Rigid Body Mechanics

Open-Source-Physik-Engine Tokamak

Die Physik starrer Körper bedient sich der Gesetze der klassischen Mechanik (Newtonsche Mechanik). Das zu analysierende System wird mittels Differentialgleichungen (Newtonsche Axiome) beschrieben, welches nach Einfügen von Start- und Randbedingungen lösbar ist. Da exaktes Lösen zu aufwändig ist, werden meist Näherungsverfahren (z. B. Runge-Kutta-Verfahren) genutzt (siehe Starrkörpersimulation).

Komplizierter ist die Behandlung von Stößen, da u. a. plötzliche Richtungs- und Impulsänderungen berücksichtigt werden müssen. Man unterscheidet zwischen Kollisionserkennung und -antwort.

Physik-Engines

Engine Lizenz Weblink Betriebssystem SDK/Sourcen
Bullet Open Source bulletphysics.com Windows, Linux, Mac OS X
Box 2D (2D-Engine) Open Source box2d.org Windows, Linux, Mac OS X
IBDS Open Source impulse-based.de Windows, Linux, Mac OS X
Havok kommerziell Havok.com Windows, Mac OS (ab 4.0)
PhysX (vormals NovodeX) kommerziell nvidia.com Windows, Linux C++, C# (PhysX-sharp)
Karma kommerziell Renderware.com Windows
Meqon kommerziell Meqon.com Windows
Newton Game Dynamics Open Source Newtondynamics.com Windows, Linux, Mac OS
Open Dynamics Engine Open Source ODE.org Windows, Linux, Mac OS X, Unix-Derivate
Tokamak Open Source tokamakphysics.com Windows C++
True Axis kommerziell trueaxis.com Windows
Phyz (Dax Phyz) kostenlos phyz.ath.cx Windows
starLiGHT.Engine kommerziell starLiGHT-Engine.de Windows, XBox, Windows Phone 7, Silverlight C# / Microsoft XNA

Im September 2005 hat ageia Technologies, Inc. den Konkurrenten Meqon übernommen. Somit erfährt die gleichnamige Engine keine Weiterentwicklung mehr, der Support ist aber gewährleistet. 2007 hat Intel Havok gekauft. Ageia, der ursprüngliche Hersteller von PhysX wurden 2008 von Nvidia gekauft.[1]

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. ↑ http://www.zdnet.de/news/wirtschaft_unternehmen_business_nvidia_kauft_ageia_technologies_story-39001020-39185821-1.htm

Weblinks


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