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Physik-Engine
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Eine Physik-Engine (wörtlich "Physikmotor", 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
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 aufwendig ist, werden meist Näherungsverfahren (z.B. Runge-Kutta) genutzt.
Komplizierter ist die Behandlung von Stößen, da u.a. plötzliche Richtungs- und Impulsänderungen berücksichtigt werden müssen. Man unterscheidet zwischen Kollisionserkennung und -antwort.
Bekannte Physik-Engines
| Engine | Lizenz | Weblink | Betriebssystem |
|---|---|---|---|
| Bullet | Open Source | continuousphysics.com | Windows,Linux,Mac OS |
| Havok | kommerziell | Havok.com | Windows,Mac OS (ab 4.0) |
| PhysX (vormals NovodeX) | kommerziell | Ageia.com | Windows |
| Karma | kommerziell | Renderware.com | Windows |
| Meqon | kommerziell | Meqon.com | Windows |
| Newton Game Dynamics | kostenlos | Newtondynamics.com | Windows,Linux,Mac OS |
| Open Dynamics Engine | Open Source | ODE.org | Windows,Linux,Mac OS X,Unix-Derivate |
| Tokamak | kostenlos | tokamakphysics.com | Windows |
| True Axis | kommerziell | trueaxis.com | Windows |
Im September 2005 hat ageia Technologies, Inc. den Konkurrenten Meqon übernommen. Somit erfährt die gleichnamige Engine keine Weiterentwicklung mehr; der Support ist aber gewährleistet.
Siehe auch
Weblinks
- Simulations und Spiele Physik mit vielen Links
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