Stingray with Physx

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Physics in Stingray with
PhysX

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Rendering World & Physics World

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 게임 물리의 목적은 게임 속 세상의 현실감 증대
 충돌 처리
 물리 법칙에 기반한 움직임 표현
 현실감과 게임성 사이의 조화와 균형이 필요
(예) 게임을 방해하는 예측하기 어려운 움직임을 억제,
게이머들이 익숙한 게임 아바타의 움직임은
물리 법칙에 반한다.
 렌더링 오브젝트와 물리 오브젝트의 동기화 확인
 physics debug on/off (in Stingray Editor)
Game Physics

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Workflow Change
PhysX 3ds Max Plug-Ins 설치
: 물리가 적용된 애셋 제작
게임 세상 속 물리 환경 설정
Stingray가 제공하는 PhysX 인터페이스를
이용해서 게임 코딩 (Flow, Lua)

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 Unit Editor (in Stingray Editor)
 사용하기 간편하다.
 그러나, joints, constraints를 지원하지 않는다.
 PhysX DCC 플러그인
http://www.nvidia.com/object/physx_dcc_plugins.html
물리가 적용된 애셋 제작 방법

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 Flow nodes
 Physics category
 Lua API
 stingray.PhysicsWorld
 stingray.Actor
 stingray.Joint
 stingray.Vehicle
 stingray.Raycast
프로그래밍 인터페이스

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 강체 (Rigid body)
 물체를 구성하는 부분의 상대적인 거리가 변하지 않는 물체
 즉, 모양이 변하지 않는 물체
 움직임의 단위
 3가지 종류
 static: 움직이지 않는다.
 keyframed: 렌더링을 따라 물리가 움직인다.
 dynamic: 물리를 따라 렌더링이 움직인다.
 physics debug on/off (in Stingray Editor)
Actors

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 Actor를 구성하는 부분
 충돌을 확인하는 단위
 왜 actor를 여러 개의 shapes으로 구성하는가?
 물체의 모양에 따라 충돌 확인 알고리즘이 달라지고,
각 알고리즘의 비용도 다르다.
 복잡한 모양의 충돌 확인 알고리즘을 한 번 처리하기보다
간단한 모양으로 나눠서 여러 번 처리하는 것이 싸다.
 구 < 박스 < 캡슐 < 메시(PhysX에서 다이나믹 액터는 불가)
Shapes

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 세상의 중심은 나!
게임 세상의 중심은 게이머의 아바타!
 게이머의 아바타는 물리적으로도 특별하다!
 충돌 처리: keyframed actor처럼 충돌에 영향을 안 받아도 안
되지만, dynamic actor처럼 튕겨나가도 곤란하다.
 물리 법칙: 아바타 움직임은 물리 법칙 아래 있어야 하지만,
게이머들은 물리 법칙을 벗어난 아바타의 움직임에 익숙하다.
 그러므로, physics world에서 게이머의 아바타를
표현하는 Mover가 필요하다.
Movers (Character Controller)

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 충돌 체크는 n2 복잡도를 가진 알고리즘 (n: 물체 개수)
 모든 물체가 충돌할 가능성이 있는 것은 아니다.
예> 다른 방에 있는 물체끼리 충돌 체크할 필요가 없다.
 게임에서는 모든 물체가 충돌하면 안된다.
예> NPC가 땅에 떨어진 아이템과 충돌해서 밀어버리면
안된다.
 충돌해야 하는 물체들만 충돌 체크 대상에 포함되도록
필터를 만들면 성능이 향상된다.
Collision & Filtering

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 global.physics_properties 파일 (SJSON 형식)
materials = {…}
collision_types = {…}
collision_filters = {…}
shapes = {…}
actors = {…}
Global Physics Properties

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materials = {
brick = {
density = 1922
dynamic_friction = 0.3
static_friction = 1
friction_combine_mode = "min"
restitution = 0.5
restitution_combine_mode = "average"
}
}

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collision_types = [
"default"
"character"
"projectile"
]
collision_filters = {
default = {is = ["default"] collides_with_all_except = []}
character = {is = ["character"]}
character_trigger = {collides_with = ["character"]}
}

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shapes = {
default = {
collision_filter = "default"
disable_collision = false
disable_raycasting = false
disable_response = false
disable_scene_queries = false
sweep = false
trigger = false
}
}

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actors = {
sample = {mass = 0 inertia = [0,0,0]
minimum_inertia_fraction = 0.1
linear_damping = 0.01
angular_damping = 0.05
dynamic = false kinematic = false
disable_collision = false
disable_response = false
disable_gravity = false
}
}

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 3ds Max PhysX 플러그/Maya PhysX 플러그인 사용
 PhysX Tools에서 PhysX 3.x 버전을 사용하도록 선택
 PhysX 익스포트 파일 중 RepX 확장자를 xml로 바꿈
 FBX 파일과 RepX 파일의 스케일이 100배 차이가 나므로
익스포트할 때 unit 설정을 그에 맞춰줘야 한다.
(예를 들어, Customize > Units setup > System Unit
Setup을 cm로 설정하고, Display Unit Scale을 m로
설정하고, PhysX Tools 맨 아래에 있는 Scaling에서
Units을 Display로 설정)
Joints & Ragdolls

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 한 무리의 물체에 위치에 따라 다른 힘을 가하는 방법
 .vector_field 파일에 HLSL과 유사한 문법으로 정의
 루아에서 stingray.World.vector_filed(),
stingray.PhysicsWorld.apply_wind() 함수를 사용
 여러 벡터 필드를 누적해서 사용할 수 있다.
 sleep 상태에 빠진 액터는 영향을 받지 않는다.
영향을 주기 원하면 PhysicsWorld.wake_object()로 미리
깨워야 한다.
Vector Fields

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 Raycast: 한 점에서 다른 점까지 사이에 물체가 있는지
용도> 총알 명중, 차폐 확인
 Shape cast: raycast와 유사하지만, 점이 아닌 물체를
움직일 때 충돌 확인
용도> 철퇴와 같은 원거리 공격 아이템
 Shape query: 일정 구역 안에 있는 물체들을 확인
용도> 수류탄과 같은 범위형 아이템
Raycasting & Shape Queries

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Editor's Notes