Small Word：物理引擎框架

第五章 他山之石可以攻玉

有了物理学基础，和一些初始的类和库，现在到了需要给系统设计框架的时候了，物理系统主要包括构成物理世界的实体和操作实体的系统库构成，应用程序通过调用不同库的函数和类构建和仿真物理世界。框架中给出了主要流程中出现的一些类和功能库。

有了框架还要定义系统的主要工作流程，参考《A Unified Framework for Rigid Body Dynamics》和《Stable Robust and Versatile Multibody Animation》两篇文章（推荐），分析了仿真流程各个部分之间的交互如下：

然后参考Havok 4的框架和基本工作流程，删掉了一些暂时用不到的部分（基本不变），主要参考了博客http://blog.csdn.net/pizi0475/article/details/7722791上的内容，给出了物理系统的仿真主要流程（省略了错误分析，各个约束计算等，主要给出感性的处理流程）。

1. 导入配置文件

根据配置文件初始化物理系统的数据和一些动力学参数

2. 初始化物理系统

加载应用程序定义的实体，系统的线程池等

3. 更新模拟区域

实体管理器将实体划分为合适的区域，这样可以更好的便于任务管理器的管理，每一个对象都有一个失效器，通过查询自己的状态，它可以告诉系统，是否可以安全的使自己失效。再循环中应用程序可能会不断加入实体，要可以实时更新划分。

4. 施加作用
通过施加作用，你可以在模拟的过程中控制物体的状态。如接受外力等。每一个模拟步骤，系统都会调用你向物理世界中添加的每一个作用的。接受完外界的作用，要更新实体的内部状态，如力矩等。
 
5. 解决器处理
根据约束关系，解决器检查是否出现违例，如碰撞检测，如果出现，就是一个错误。为了避免这样的错误，需要进行一定的操作，如移动一下物体。而解决器的职责就是计算避免这个错误所需要的移动量，并把这个信息传递给下一个步骤，整合。

 
5.1 建立约束
利用约束管理器对系统中的约束进行管理。如接触约束，它可以防止两个物体相互穿插。你也可以在物体之间指定特定的约束类型，比如，铰链或者球状关。也可以创建自定义的约束。

6. 整合
 整合器计算新的运动状态(初始和终了的位置的旋转，速度，加速度等等)，对每个模拟的对象，会考虑解决器提供的信息。然后对象新的位置和旋转就可以传递给游戏，更新游戏对象。

7 碰撞检测
在碰撞检测器中，先粗略计算某区域是否发生碰撞，然后根据各个物体的AABB包围盒等简单形状信息两两进行粗略的判定，如果发生交叉，根据物体的形状判定物体是否怎的发生碰撞，如果发生碰撞，根据碰撞信息建立碰撞代理和碰撞接触点提供给下一次仿真循环。
 

针对于系统中某个实体的仿真循环流程既是，检测是否有效，施加作用，计算物体可能的下一位置，检测物体的碰撞和约束，给出解决违例的办法，计算物体的实际位置，进行碰撞检测将碰撞信息和接触点保存供下次使用。其中所有实体每一步的仿真都是同步的。

这样第一章给出的类图关系就改进为：