Tutorial 22 – OpenCL Rigid Body Physics, Collision Hash Grids

Tutorial 22 demonstriert Ihnen abermals den Einsatz unseres OpenCL-Frameworks am Beispiel einer physikalischen Bewegungs-Simulation für ein Asteroidenfeld. Im Unterschied zum vorangegangenen Tutorial werden den einzelnen Asteroiden nun jedoch einfache Rigid Bodies (Starrkörper) zugeordnet, welche im Gegensatz zu klassischen Rigid-Body-Simulationen aus einzelnen, mit Federn verbundenen Massenelementen bestehen (Massenpunkt-Modell / Masspoint Model). Diese Masse-Feder-Systeme (Mass Spring System) sind jedoch nicht dauerhaft aktiv, sondern kommen nur dann zum Einsatz, um die bei einer Kollision übertragenden Kräfte (Impuls- bzw. Geschwindigkeitsänderungen einzelner Massenelemente) auf alle weiteren Massenelemente der beteiligten Rigid Bodies zu verteilen.

Initialisierungsarbeiten:

// Physiksystem initialisieren (maximal 3000 Rigid Bodies):
PhysicalSimulationParameter = new CPhysicalSimulationParameter;
PhysicalSimulationParameter->Init_PhysicalSimulationParameter(
                             "../Physics/SimulationParameter.txt");

SimpleBodyMasspointModel = new CSimplePhysicsBodyMasspointModel;
SimpleBodyMasspointModel->Init_MasspointModel(
                          "../Physics/MasspointModels/Box1.txt");

OpenCLPhysicsManager = new COpenCLPhysicsManager;
OpenCLPhysicsManager->Init_CollisionGrid(71, 71, 71, 50);
OpenCLPhysicsManager->Init_OpenCL_3DBodyPhysicsManager(
                      "../Physics/SimplePhysicsCalculations.cl", 3000,
                      27000, 10, 75000, false);

SimplePhysicsBodyManager = new CSimplePhysicsBodyManager;
SimplePhysicsBodyManager->Init_SimplePhysicsBodyManager(3000,
                          OpenCLPhysicsManager->MassElementPool,
                          OpenCLPhysicsManager->BondingPool);

Asteroids = new CAsteroidPhysicsManager;

Asteroids->Set_PhysicalSimulationParameter(PhysicalSimulationParameter);
Asteroids->Set_OpenCLPhysicsManager(OpenCLPhysicsManager);

// 2000 Asteroiden generieren:
Asteroids->Init_Asteroids(SimplePhysicsBodyManager,
                          SimpleBodyMasspointModel,
                          InstancedObjectTextureAndMeshDesc,
                          SimpleObjectInstanceMemoryManager,
                          2000);

Bewegungs- und Kollisionsberechnungen:

if(g_FrameTime > g_MaximalAcceptedFrameTimeUsedForPhysicalCalculations)
{
    PhysicalSimulationParameter->Calculate_NumTimeSteps(
    g_MaximalAcceptedFrameTimeUsedForPhysicalCalculations,
    0.33f*g_MaximalAcceptedFrameTimeUsedForPhysicalCalculations);
}
else
{
    PhysicalSimulationParameter->Calculate_NumTimeSteps(g_FrameTime,
                                                        0.33f*g_FrameTime);
}

Asteroids->Update_PhysicalCalculations();
Asteroids->Update_Movement();
//Asteroids->Update_Collisions();

Asteroids->Update_AsteroidCollisionsThread();
//Asteroids->Update_AsteroidMovementThread();

Hinweise zum Erstellen eines neuen Projekts:

• Kopieren Sie den Ordner GraphicsAndPhysicsFrameworkImports ins Projektverzeichnis
• Kopieren sie alle dll-Dateien sowie die Konfigurationsdatei ResolutionAndRendering.txt aus besagtem Ordner ins gleiche Verzeichnis, in dem sich auch die exe-Datei befindet (in unseren Programmbeispielen ist dies das Bin-Verzeichnis)
• Binden Sie die folgenden Dateien in Ihr Projekt ein: GraphicsAndPhysics_Framework_Imports.h, GraphicsAndPhysics_Framework_Imports.lib, glew32.lib, glew32s.lib, glut32.lib. Die Glew- und Glut-Bibliotheken ermöglichen die Nutzung der aktuellen OpenGL-Spezifikationen unabhängig vom Framework.

GraphicsAndPhysicsFrameworkDemo22.zip