带物理交互的CharacterController设计与实现

本文也是PhysX物理引擎系列的番外篇。介绍了笔者基于CharacterController(CCT)设计的一个新的角色控制器,在修补Unity/PhysX的CCT的缺陷外,还增添了若干和物理交互相关的有趣特性。代码已经过实际项目验证,这里仅保留和具体业务无关的部分。 背景和需求 前文结尾处提到一些PhysX自带的CCT(Unity也是基于此二次封装出CharacterController组件)在实际游戏开发中的缺点,这里再次总结: CCT不参与碰撞系统的检测。仅当CCT自身移动时会判断是否被其他刚体或CCT阻挡。这就造成一个BUG:CCT自身静止时,其他运动物体会穿过CCT且没有事件触发。官方论坛上有苦主持续8年向Unity反馈这个问题但无法解决,目前已知的唯一绕过方式是每帧给CCT附加一个微小的位移(下文中的SlightMove)。 Unity提供的接口CharacterController.isGrounded效果很不稳定。其内部只是判断CCT上次运动后底部是否触碰物体。即collisionFlags & eCOLLISION_DOWN::eCOLLISION_DOWN。但在上下坡或崎岖地形时,很容易出现侧面触碰或短暂浮空。如果用该接口驱动动画表现甚至跑跳逻辑,效果很差。需要自行基于SceneQuery封装出更加稳定的判定着地的函数。 Unity没有暴露CCT.upVector,角色总是竖直向上的。要实现反重力鞋在任意斜面上行走或像马里奥银河那样在曲面上跑跳穿梭,只能放弃使用CCT但也放弃了其在操作手感上的改善。其实拿到Unity的源码后,只用了十分钟将底层字段暴露到C#层就解决了该问题。 新的角色控制器需要增加的物理交互特性有: ...

March 18, 2024 · 8 min

PhysX物理引擎(4)Character Controller

本文主要介绍PhysX角色控制器相关的内部机制和使用方法。 PhysX物理引擎系列记录了在实际项目中使用Nvdia PhysX 3.4物理引擎(Code, Doc)的一些经验,有不少对官方资料的补充。 Warm-up Character Controller (a.k.a CCT) is a special physical object handling player movement. In PhysX, CCT is not a Rigidbody, which means it does not integrate seamlessly in collision system. However, there is a kinematic actor underlying in CCT, and you can attach custom data via PxController::getActor()->userData. ...

December 4, 2023 · 4 min

PhysX物理引擎(3)Rigidbody Dynamics

本文主要介绍PhysX刚体动力学相关的内部机制和使用方法。 PhysX物理引擎系列记录了在实际项目中使用Nvdia PhysX 3.4物理引擎(Code, Doc)的一些经验,有不少对官方资料的补充。 Warm-up We already know that Kinematic and Dynamic rigidbody are both PxRigidDynamic in PhysX. Use PxRigidBody::setRigidBodyFlag(PxRigidBodyFlag::eKINEMATIC, true) to turn a dynamic actor into kinematic at runtime, and vice versa. Kinematic and Static actors always stay in the same location unless you move them in your code. When moving Static actors, their collisions with dynamic actors can be wrong. When moving Kinematic actors, you should always use PxRigidDynamic::setKinematicTarget in each frame rather than PxRigidActor::setGlobalPose to achieve correct collisions with other dynamic actors. In this post we focus on dynamic rigidbody movement, e.g., force and torque, gravity, sleeping and so on. ...

September 4, 2023 · 3 min

PhysX物理引擎(2)Collision

本文主要介绍PhysX碰撞检测的一些内部机制和使用方法。 PhysX物理引擎系列记录了在实际项目中使用Nvdia PhysX 3.4物理引擎(Code, Doc)的一些经验,有不少对官方资料的补充。 Warm-up Static, Kinematic & Dynamic Static colliders are non-movable. In fact, they are not rigidbody, just PxRigidStatic. Kinematic and dynamic rigidbody are both PxRigidDynamic, and can switch to each other at runtime by setRigidBodyFlag(PxRigidBodyFlag::eKINEMATIC, true/false). The biggest difference is that kinematic rigidbody behaves like infinite mass, and will not move by external force. Instead, you call MovePosition on it. Dynamic rigidbody is the only type we can AddForce to, which has mass, center of mass, and inertia tensor to simulate a natural movement with Newton’s laws of motion. classDiagram PxRigidActor <-- PxRigidStatic PxRigidActor <-- PxRigidBody PxRigidBody <-- PxRigidDynamic PxRigidActor *.. PxShape class PxRigidBody { PxRigidBodyFlag } class PxShape { PxShapeFlag } We cannot make a rigidbody without a shape. Shapes are tangible, with a real size. ...

August 11, 2023 · 3 min

深入 LossyScale

本文是PhysX物理引擎系列的番外篇,其实要弄明白一个3D数学问题:如何处理父节点带有非均匀缩放和旋转时,子节点的最终大小和形态。 问题源自笔者在修改物理引擎为其添加scale属性时遇到的一个bug。解决后对WorldScale为什么叫做LossyScale、空间变换和基变换有了更深的理解。 ...

July 19, 2023 · 6 min

吉卜力的天才们(铃木敏夫)

这本书带给我的,除了诸多耳熟能详的作品背后的逸闻趣事、诸位大师的才华风貌,还有不少对创作思路、团队协作、宣传发行的启发,相信能常看常新。同时这本书里记录的东西,让人有一种难以名状的触动。一定要形容的话,可以说是一种谁也抑制不了的、忍不住要生长的气魄 1。 ...

June 30, 2023 · 17 min

PhysX零值Crash

本文是PhysX物理引擎系列的特别篇,记录了影响近一周的物理引擎底层概率性Crash的定位过程和修复方法,具有很高的实践参考价值。“有多高?”“三四层楼那么高啦!” 发现问题 运维同事发现体验服和某区在新版本上线一小段时间后,会出现概率不高但持续出现的进程Crash。这里先简单说明一下:我们会在一台机器上部署多个GameServer实例,每个GameServer实例进程同时进行着多场不同的Match,如果某一场Match出现了业务层Crash,并不会影响其他Match。但如果是C++物理库内出现Crash,则会同时中止其他正常运行的Match,对玩家的影响较大。 ...

June 13, 2023 · 5 min

洞见·为什么佛学是真的

当看到书名时,我承认内心有一丝挑战欲。受过系统的科研训练的人,往往对“真的”有“洁癖”。作者Robert Wright也认识到这一点,所以在开头便说,本书可以看作佛学观点的进化心理学解释。并不探讨轮回、神明这些超自然的部分,而探讨自然主义部分。并不探讨佛教各分支的细枝末节,而探讨核心思想。不要用佛教教义使自己成为更好的佛教徒,用它来做更好的自己。正是这句话让我有了继续读下去的意愿。 ...

June 6, 2023 · 8 min

PhysX物理引擎(1)Scene Query

本文主要介绍PhysX场景查询的一些内部机制和使用方法。 PhysX物理引擎系列记录了在实际项目中使用Nvdia PhysX 3.4物理引擎(Code, Doc)的一些经验,有不少对官方资料的补充。 Warm-up A Scene in PhysX engine is a container of objects in a hierachical manner. --- title: Scene Hierachy --- classDiagram direction LR class world class scene { Flags Gravity ... } class actor { ActorFlags Name GlobalPose ... } class shape { Flags GeometryType LocalPose QueryFilterData SimulationFilterData ... } class geometry { ... } class material { friction restitution damping } world "1"*.. "N"scene scene "1"*.. "N"actor actor "1"*.. "N"shape shape o--geometry shape o--material There are only position and rotation in GlobalPose and LocalPose, no “scale”. Scale only reflects on geometry’s actual size. ...

May 26, 2023 · 3 min

用AI学AI.2

上一篇我们聊了AI模型的分类和大致架构,目前最火的两类模型LLM和Diffusion都基于Transformer架构训练而成,ChatGPT则是LLM家族中最出色的产品。本文就来聊聊最近出现的基于ChatGPT的创新架构和应用。由于ChatGPT的训练数据截止到2021年9月,且笔者并没有Plus会员才能使用的ChatGPT Plugin,所以这次请到的是Dr. Phind(The AI search engine for developers),大家欢迎。 系列文章 用AI学AI.1 用AI学AI.2 用AI学AI.3 用AI学AI.4 笔记 Agent如何工作 Autonomous agents (e.g., AutoGPT, BabyAGI) can auto-create tasks towards the GOAL you give them, and auto-find the way to complete task based on GPT models and other data sources (websites, your documents, etc), and even auto-improve themselves from previous mistakes. The basic structure is somehow similar to GOAP in video game’s AI design. ...

May 14, 2023 · 4 min