Рубрика «симуляция физики»

в 4:46, , рубрики: diffusion-limited aggregation, javascript, Алгоритмы, ограниченная диффузией агрегация, симуляция физики, физика, физические эффекты, частицы

Природа использует всевозможные интересные и часто простые процессы для генерации удивительных фигур, паттернов и форм любых размеров, которые никогда не перестают удивлять и вдохновлять внимательного наблюдателя. От микроскопического до космического уровня материя выстраивается, упорядочивается и преобразуется при помощи логичных наблюдаемых процессов, часто накладывающихся друг на друга сложным образом.

В этой статье мы поговорим об одном из таких процессов, называемом агрегацией, ограниченной диффузией (diffusion-limited aggregation, или DLA), создающем фрактальные ветвящиеся структуры при помощи случайного движения и «липких» частиц (подробнее о них позже). Свидетельства этого процесса можно найти в природе в различных масштабах и в органических, и в неорганических системах, например:

Симуляция роста кристаллов: ограниченная диффузией агрегация на Javascript - 1

Симуляция роста кристаллов: ограниченная диффузией агрегация на Javascript - 2

Наверху: кластер DLA, выращенный из раствора медного купороса в ячейке для электроосаждения; внизу: коллоидный диоксид кремния с площадью поверхности 130 м2/г
Читать полностью »

в 6:54, , рубрики: гидродинамика, осадки, Работа с 3D-графикой, разработка игр, симуляция физики, физическая модель, частицы
Симуляция эрозии рельефа на основе частиц - 1

Примечание: полный исходный код проекта, а также пояснения о его использовании и чтении можно найти на Github [здесь].

Я сделал перерыв в своей работе над магистерской диссертацией, чтобы потрудиться над тем, что уже давно откладывал: улучшенной генерацией рельефа для моего проекта Territory. Простым способом её реализации является гидравлическая эрозия, поэтому её я и создал!

Для программной задачки на один день она сработала довольно неплохо, и оказалась не такой сложной, как я ожидал. Результаты быстро генерируются, имеют физическое значение и потрясающе выглядят.

В этой статье я расскажу о моей простой реализации на C++ системы гидравлической эрозии в квадратной сетке на основе частиц. Я объясню все физические обоснования, заложенные в основу реализации, и расскажу о математике. Код чрезвычайно прост (всего примерно 20 строк на математику эрозии) и быстр в реализации, поэтому я рекомендую его всем, кто стремится повысить реализм своего рельефа.

Результаты рендерятся при помощи урезанной версии моего движка Homebrew OpenGl Engine, который я модифицировал для рендеринга 2D-массива точек в качестве карты высот. Урезанную версию движка намного проще понять, если вас интересует изучение OpenGL на C++.
Читать полностью »

в 4:23, , рубрики: gpu, пиксельный шейдер, Работа с 3D-графикой, разработка игр, свертки, симуляция физики, шейдеры

Самостоятельно обновляемые текстуры

Когда существует возможность распараллеливания симуляций или задач рендеринга, то обычно лучше всего выполнять их в GPU. В этой статье я объясню технику, использующую этот факт для создания впечатляющих визуальных трюков с низкими затратами производительности. Все эффекты, которые я продемонстрирую, реализованы при помощи текстур, которые при обновлении "рендерятся сами в себя"; текстура обновляется при рендеринге нового кадра, а следующее состояние текстуры полностью зависит от предыдущего состояния. На этих текстурах можно рисовать, вызывающая определённые изменения, а сама текстура прямо или косвенно может применяться для рендеринга интересных анимаций. Я называю их свёрточными текстурами.

Свёрточные текстуры - 1

Рисунок 1: двойная буферизация свёрточной текстуры

Прежде чем двигаться дальше, нам нужно решить одну проблему: текстуру нельзя считывать и записывать одновременно, такие графические API, как OpenGL и DirectX, не позволяют этого делать. Так как следующее состояние текстуры зависит от предыдущего, нам нужно как-то обойти это ограничение. Мне нужно выполнять чтение из другой текстуры, а не из той, в которой выполняется запись.

Решением является двойная буферизация. На рисунке 1 показано, как она работает: на самом деле вместо одной текстуры есть две, но в одну из них выполняется запись, а из другой производится чтение. Текстура, в которую выполняется запись, называется back buffer (вторичный буфер), а рендерящаяся текстура — front buffer (первичный буфер). Поскольку свёрточная тестура «записывается в саму себя», вторичный буфер в каждом кадре выполняет запись в первичный буфер, а затем первичный рендерится или используется для рендеринга. В следующем кадре роли меняются и предыдущий первичный буфер используется как источник для следующего первичного буфера.
Читать полностью »

в 12:57, , рубрики: Alan Wake, cloth simulation, Remedy, Дизайн игр, математика, Работа с 3D-графикой, разработка игр, симуляция физики, симуляция физики одежды, физика в играх
Секреты работы с тканью в игре Alan Wake - 1

[Программист анимаций компании Remedy Хенрик Энквист рассказал, как его команда создала убедительную симуляцию твидового пиджака главного героя игры в жанре хоррор-триллер Alan Wake.]

Главный персонаж нашего экшн-триллера — Алан Уэйк, писатель, попавший в кошмар, где он вынужден сражаться с тёмными силами и решать загадку исчезновения жены. Он не хорошо подготовленный герой боевика, а обычный человек.

Чтобы подчеркнуть характер персонажа, наш арт-директор хотел одеть его в старый твидовый пиджак с заплатами на локтях. Действие игры происходит в антураже реального мира, поэтому в отличие от фэнтезийной игры или космического шутера персонажи ограничены в применяемых инструментах. А это значит, что одежда наших персонажей становится гораздо более важной.

Чтобы передать иллюзию атмосферы триллера, пиджак Алана Уэйка должен быть как можно более правдоподобным. Пиджак должен развиваться на ветру и добавлять персонажу вспомогательные движения при перемещении по лесу. Как программист, я сразу же начал думать об использовании симуляции ткани.

Симуляция тканей использовалась во множестве игр до нас, но часто применяемые там методики давали ощущение шёлка или резины — неподходящих для нас материалов. Только совсем недавно начали появляться очень хорошие системы симуляции тканей сторонних компаний, но на момент, когда нам необходимо было стабильное решение, таких инструментов ещё не существовало, или они не отвечали нашим потребностям.

В этой статье я расскажу о проблемах, с которыми нам довелось столкнуться, и о решениях для создания нашей собственной симуляции тканей.
Читать полностью »

в 16:57, , рубрики: гидродинамика, математика, математическое моделирование, Научно-популярное, пробки на дорогах, симуляция физики, управление транспортными потоками, физика
Почему дорожное движение внезапно превращается в пробку - 1

Одним из самых непонятных явлений в автомобильной поездке становятся внезапно возникающие фантомные пробки. Большинство из нас с этим сталкивалось: машина перед вами внезапно тормозит, заставляя тормозить вас, что заставляет тормозить водителя за вами. Но вскоре вы и окружающие вас машины снова ускоряются до исходной скорости, и становится очевидно, что на дороге нет ни видимых препятствий, ни заметных причин для замедления.

Так как движение быстро восстанавливает исходную скорость, фантомные пробки обычно не вызывают серьёзных задержек. Но не являются они и просто малозначительными досадными помехами. Это очаги аварий, потому что они заставляют неожиданно тормозить. А дёрганое движение, к которому они приводят, вредит автомобилю, снижает ресурс и повышает потребление топлива.

Так что же происходит? Для ответа на этот вопрос математики, физики и инженеры-транспортники разработали множество различных видов моделей трафика. Например, микроскопические модели вычисляют пути отдельных автомобилей и хорошо подходят для описания взаимодействия единичных машин. Макроскопические модели описывают трафик в виде жидкости, а машины в ней интерпретируются как частицы жидкости. Они эффективны при изучении крупномасштабных явлений с участием множества автомобилей. Наконец, клеточные модели разделяют дорогу на сегменты и предписывают правила, по которым машины движутся из клетки в клетку, создавая структуру для описания неопределённости, присущей реальному дорожному движению.
Читать полностью »

в 12:36, , рубрики: network, open source, physics, physics engine, plugin, simulation, tanks, UE4, Unreal Engine, Unreal Engine 4, vehicle, Блог компании Mail.Ru Group, плагин, разработка игр, сеть, симуляция физики, физика

PsRealVehicle, или Open Source-плагин физики танков в Armored Warfare: Assault - 1

Пару лет назад нашей команде выпала честь заняться созданием мобильной «Арматы». Придерживаясь правила «делаем игру, а не технологию», прототип мы создавали на том, что уже есть в движке. Это был UE 4.9, в основе физической модели — PhysX Vehicles, и много боли (как по поводу, так и без).

В дальнейшем наша команда создала open source-плагин PsRealVehicle, доступный по MIT лицензии. Этот плагин заточен под физику танков и колесных машинок для высоконагруженных сетевых шутеров, и его работу вы в любой момент можете наблюдать в нашем проекте Armored Warfare: Assault.

Читать полностью »

в 8:02, , рубрики: Дизайн игр, Работа с 3D-графикой, разработка игр, симуляция физики, ткань, физика в играх
Почему персонажи видеоигр почти никогда не раздеваются - 1

Видеоигры быстро становятся изумительным симулякром реальности. Мы можем блуждать по невообразимым мирам, общаться с правдоподобными персонажами и наносить нацистам убедительно выглядящие побои. Тем не менее, видеоигры всё ещё испытывают проблемы со снятием одежды.

Посмотрите на сцену из игры 2010 года Mass Effect 2 с раздевающимся Джейкобом. На первый взгляд кажется, что он стянул рубашку, как это сделал бы любой человек, демонстрируя невидимому оператору заработанные в боях кубики пресса. А теперь приглядитесь внимательно: к моменту, когда его руки движутся по телу, «снимая» рубашку, её уже нет. Игра переключилась с одетой на раздетую модель с помощью иллюзии, заставляющей игрока подумать, что он снимает рубашку.
Читать полностью »

в 17:41, , рубрики: PyBullet, машинное обучение, обучение с подкреплением, симуляция физики

image

Многие, кто изучает машинное обучение, знакомы с проектом OpenAI, одним из основателей которого является Илон Маск, и используют в качестве среды для тренировки своих моделей нейронных сетей платформу OpenAI Gym.

Gym содержит огромный набор окружений, часть из них — различного рода физические симуляции: движения животных, человека, роботов. Данные симуляции основаны на физическом движке MuJoCo, который является бесплатным для образовательных и научных целей.

В данной статье мы создадим предельно простую физическую симуляцию подобную окружению OpenAI Gym, но основанную на свободном физическом движке Bullet(PyBullet). А так же создадим агента для работы с этим окружением.
Читать полностью »

в 8:11, , рубрики: physx, unity3d, виртуальная реальность, разработка игр, Разработка под AR и VR, сетевые игры, симуляция физики
image

Введение

Около года назад ко мне обратилась компания Oculus с предложением проспонсировать мои исследования. По сути, они сказали следующее: «Привет, Гленн, существует большой интерес к передаваемой по сети физике для VR, а Вы сделали отличный доклад на GDC. Как считаете, сможете ли Вы подготовить образец сетевой физики в VR, который мы могли бы показывать разработчикам? Возможно, Вам удастся использовать сенсорные контроллеры?»

Я ответил «Да, чёрт побери!» «Кхм. Разумеется. Это будет весьма интересно!» Но чтобы быть честным, я настоял на двух условиях. Первое: разработанный мной исходный код должен быть опубликован под достаточно свободной лицензией open source (например, BSD), чтобы мой код принёс наибольшую пользу. Второе: когда я закончу, я буду иметь право написать статью, описывающую шаги, предпринятые мной для разработки этого образца.

Ребята из Oculus согласились. И вот эта статья! Сам исходный код примера сетевой физики выложен здесь. Написанный мной код в нём выпущен под лицензией BSD. Надеюсь, следующее поколение программистов сможет научиться чему-то из моих исследований сетевой физики и создать что-то действительно замечательное. Удачи!
Читать полностью »

Главная   |  Архив новостей  |   Android  |   Google  |   Apple  |   Microsoft  |   Информационная безопасность  |   Веб – разработка
Публикации RSS  |  Комментарии RSS
https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js