제약 조건 기반의 실시간 게임 물리엔진 제작기법

A Constraint-based Technique for Real-Time Game Physics Engine

게임 환경에서 객체 행동의 사실감을 유지하기 위한 물리 엔진 부분 중 가장 활용도가 높은 요소인 강체 역학을 사용자와의 실시간 인터랙션이라는 요구에 맞추어 효과적이면서 정확하게 수행하는 것은 매우 중요하면서 어려운 일이다. 이를 위하여 본 논문에서는 연속적 충돌검사 기법을 이용한 제약 조건 기반의 강체 역학 시뮬레이션을 구현하였다. 본 논문에서 구현된 시스템은 크게 충돌 검출 부분과 충돌 처리 부분으로 구성된다. 특히 충돌검출을 위해 연속적 충돌검사를 이용하여 충돌 검출 실패를 없앴으며, 정확한 처음 충돌 시간과 충돌 피쳐를 이용하여 기존의 방법에 비해 보다 정확하며, 충돌 피쳐의 수도 효과적으로 줄일 수 있었다. 또한 제약 조건 기반의 시뮬레이션 기법에 따라 충돌처리 부분은 충격력에 대한 선형 상보성 문제로 다루어 계산하여, 충돌에 의한 강체의 올바른 역학반응을 생성하였다.

In 3D gaming environment, it is important to simulate the physically plausible behaviors of gaming objects in real time. In particular, rigid body dynamics consists in the heart of most game physics. In this paper, we present a constraint-based rigid body simulation method using continuous collision detection as a collision detection method, and LCP formulation as a collision response method. The continuous collision detection method never misses any collisions and thus is able to accurately report the first time of collision as well as its associated colliding features. Moreover, since the number of colliding features is typically low, it also reduces the complexity in the LCP formulation.