游戏开发 on 👨🏼‍🌾

Quaternion.FromToRotation的细节

Tue, 26 Aug 2025 00:00:00 +0000

这篇记录实际项目中对Quaternion.FromToRotation(fromVector, toVector) 的实现思路，重点讨论当 fromVector 与 toVector 夹角为 180°（反向）时的稳健处理。主要参考 Stan Melax 的“最短弧四元数”（Shortest Arc Quaternion）思路。

奇妙的Pairing Function

Wed, 20 Aug 2025 00:00:00 +0000

在实际项目里，我们经常需要把二维坐标 (x, y)、或两个整型键合成一个“唯一”的整型键，方便做哈希表/数组索引；又希望能在需要时还原回原来的两个键。这样一个反直觉的需求真的有解决方案吗？“配对函数”（Pairing Function）隆重登场。

WebGL平台的性能限制和解决方案（以微信小游戏为例）

Sun, 28 Jul 2024 00:00:00 +0000

前几日参加了Unite上海2024，受益颇多。本篇先就相对感兴趣的小游戏平台WebGL技术方案为引子，引出一些关于WebAssembly, IL2CPP, 以及.NET 8对Web平台支持等话题。

带物理交互的CharacterController设计与实现

Mon, 18 Mar 2024 00:00:00 +0000

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：

PhysX物理引擎（4）Character Controller

Mon, 04 Dec 2023 00:00:00 +0000

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.

PhysX物理引擎（3）Rigidbody Dynamics

Mon, 04 Sep 2023 00:00:00 +0000

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

Let’s start with some key concepts:

Both Kinematic and Dynamic rigidbodies are represented as PxRigidDynamic in PhysX. You can switch between them at runtime using PxRigidBody::setRigidBodyFlag(PxRigidBodyFlag::eKINEMATIC, true).
Kinematic and Static actors remain stationary unless explicitly moved in code.
Moving Static actors can result in incorrect collision behavior with dynamic actors.
When moving Kinematic actors, always use PxRigidDynamic::setKinematicTarget each frame instead of PxRigidActor::setGlobalPose to ensure correct collision detection with dynamic actors.

This post focuses on dynamic rigidbody movement, covering topics such as force and torque, gravity, sleeping, and more.

PhysX物理引擎（2）Collision

Fri, 11 Aug 2023 00:00:00 +0000

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.

深入 LossyScale

Wed, 19 Jul 2023 00:00:00 +0000

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、子节点带有旋转时，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。

PhysX零值Crash

Tue, 13 Jun 2023 00:00:00 +0000

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。

PhysX物理引擎（1）Scene Query

Fri, 26 May 2023 00:00:00 +0000

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.