Пороги линейной и угловой скорости для сна

Oimo.js — это легковесный физический движок на JavaScript, ориентированный на симуляцию твердых тел в 3D-пространстве. Основная архитектура движка основана на телах (rigid bodies), коллайдерах (shapes), джоинтах (joints) и глобальных свойствах мира (world). Каждое тело имеет свойства массы, инерции, позиции, ориентации и скорости.

В Oimo.js скорость тела разделена на линейную и угловую. Линейная скорость описывает движение тела в пространстве, а угловая — вращение вокруг собственного центра массы.

Создание мира и тел

Мир создается через объект OIMO.World:

const world = new OIMO.World({
    timestep: 1/60,
    iterations: 8,
    broadphase: 2, // 1 = brute-force, 2 = sweep & prune
    worldscale: 1,
    random: true,
    info: false
});

Добавление тела происходит через создание OIMO.RigidBody и добавление к нему формы (shape):

const box = world.add({
    type: "box",
    size: [1, 1, 1],
    pos: [0, 5, 0],
    rot: [0, 0, 0],
    move: true,
    density: 1
});

Тела могут быть статическими (move: false) или динамическими (move: true).

Линейная и угловая скорость

Каждое тело имеет свойства:

  • linearVelocity — вектор [x, y, z], измеряющий скорость перемещения.
  • angularVelocity — вектор [x, y, z], измеряющий скорость вращения вокруг осей.

Пример получения и установки скорости:

console.log(box.linearVelocity); // [vx, vy, vz]
console.log(box.angularVelocity); // [ax, ay, az]

// Установка скорости
box.linearVelocity.set(5, 0, 0);
box.angularVelocity.set(0, 1, 0);

Эти векторы обновляются автоматически при каждом шаге симуляции через метод world.step().

Пороги скорости для сна

Состояние сна (sleep) используется для оптимизации симуляции: тела, находящиеся в покое, не вычисляются каждый кадр. Пороги сна в Oimo.js определяются максимальной линейной и угловой скоростью, ниже которых тело считается неподвижным.

Настройка порогов

Каждое тело имеет свойства:

  • sleepLinearVelocity: порог линейной скорости для перехода в сон.
  • sleepAngularVelocity: порог угловой скорости для перехода в сон.

Пример:

box.sleepLinearVelocity = 0.01;  // м/с
box.sleepAngularVelocity = 0.01; // рад/с

Если обе скорости тела остаются ниже этих значений в течение нескольких шагов симуляции, тело автоматически переходит в состояние сна.

Контроль пробуждения

Тело может быть пробуждено вручную через метод awake():

box.awake();

Кроме того, любое столкновение или внешнее воздействие автоматически выводит тело из сна, даже если скорости остаются малы.

Влияние порогов на производительность и стабильность

Уменьшение порогов сна делает симуляцию более точной: тела будут реагировать на микродвижения. Однако это увеличивает вычислительную нагрузку, так как большее количество тел остается активным.

Увеличение порогов повышает производительность, но может привести к “залипанию” объектов в покое и потере физической точности. Оптимальные значения часто находятся экспериментально, в зависимости от размеров и массы объектов.

Практические рекомендации

  • Для небольших объектов, таких как мелкие предметы, порог линейной скорости можно устанавливать низким (0.001–0.01), чтобы избежать постоянного пробуждения от шумов симуляции.
  • Для крупных и тяжелых тел, например платформ или стен, пороги можно увеличивать (0.05–0.1), чтобы ускорить симуляцию.
  • Порог угловой скорости обычно задается равным или немного меньше порога линейной скорости, так как малые вращения менее заметны визуально, но влияют на стабильность сцены.

Мониторинг и отладка

Для контроля состояния сна можно проверять свойство isSleeping каждого тела:

if (box.isSleeping) {
    console.log("Тело находится в состоянии сна");
} else {
    console.log("Тело активно");
}

Логирование линейной и угловой скорости позволяет визуально оценивать влияние выбранных порогов на динамику сцены.

Итоговые формулы

Проверка перехода тела в сон внутри Oimo.js выглядит как:

if ( |linearVelocity| < sleepLinearVelocity && |angularVelocity| < sleepAngularVelocity ) {
    body.sleep();
}

Где |linearVelocity| и |angularVelocity| — длины соответствующих векторов. Тело выходит из сна при превышении этих порогов или при столкновении.

Эти механизмы позволяют точно настраивать поведение объектов в Oimo.js, снижать нагрузку на CPU и сохранять реалистичную физику движения, включая линейные и угловые аспекты динамики.

Оглавление