Ограничение физических шагов

PlayCanvas предоставляет мощные средства для работы с физикой, включая создание физически правильных объектов, взаимодействующих друг с другом. В большинстве случаев, физический движок работает с шагом времени, определяющим, насколько часто обновляются вычисления физических взаимодействий. Однако в некоторых случаях требуется ограничить количество физических шагов, чтобы снизить нагрузку на систему или обеспечить определённое поведение игры.

Физика в PlayCanvas

Физический движок PlayCanvas использует библиотеку Ammo.js (или Bullet), который на основе принципов механики работает с телами, которые могут двигаться, вращаться и взаимодействовать друг с другом. Эти тела обладают различными физическими свойствами, такими как масса, трение, упругость и др.

Каждое физическое обновление происходит на каждом шаге времени. Для обеспечения точных и стабильных расчётов важно синхронизировать физику с игровым циклом, а также регулировать шаг физического времени.

Что такое физический шаг?

Физический шаг (или Physics Time Step) — это время, которое проходит между двумя последовательными обновлениями физического движка. Это значение задаёт, как часто физика будет обновляться и какой точности будут эти обновления.

По умолчанию, шаг времени в PlayCanvas составляет 1/60 секунды — это соответствует частоте 60 кадров в секунду. Это значение достаточно хорошо работает для большинства случаев, но оно может быть слишком быстрым для некоторых игр или ситуаций, например, когда нужно снизить нагрузку на процессор или повысить стабильность игры.

Как ограничить количество физических шагов?

Чтобы ограничить количество физических шагов в PlayCanvas, нужно настроить параметры физического движка через объект pc.Physics.

Использование `fixedTimeStep`

Основной способ регулировать шаги физики — это изменить параметр fixedTimeStep, который управляет частотой обновлений физики. Параметр задаёт фиксированное время для одного шага, и это значение указывает, насколько часто физика будет обновляться. Если это значение будет меньше, обновления физики будут происходить чаще, а если больше — реже.

Пример кода:

// Получение объекта физического движка
var physics = app.systems.physics;

// Установка фиксированного шага времени физики
physics.gravity = new pc.Vec3(0, -9.8, 0); // Задание гравитации
app.systems.physics.fixedTimeStep = 1 / 120; // Ограничение до 120 обновлений в секунду

В этом примере фиксированный шаг времени физики установлен на 1/120 секунды, что означает, что физика будет обновляться дважды на каждый кадр.

Как это влияет на производительность?

Уменьшение количества физических шагов может повысить производительность, особенно на устройствах с ограниченными ресурсами, таких как мобильные телефоны. Если физика обновляется реже, это уменьшает нагрузку на процессор и графику, но при этом точность физических расчётов может снизиться, что может повлиять на поведение объектов в игре.

Важно находить баланс между производительностью и точностью. В некоторых играх, где важна высокая точность взаимодействий (например, симуляции или физически корректные игры), рекомендуется использовать более высокую частоту обновлений. В других же случаях, например, для простых аркадных игр, можно использовать более низкие значения.

Использование `maxSubSteps`

Дополнительный способ контроля количества физических шагов связан с параметром maxSubSteps, который ограничивает количество дополнительных шагов, которые могут быть выполнены в каждом обновлении физики.

Что такое Substeps?

Substeps — это промежуточные вычисления, которые используются для обеспечения более точных физических симуляций при ограниченных значениях fixedTimeStep. Если физический шаг слишком велик (например, 1/10 секунды), игра может столкнуться с проблемами, когда два объекта быстро сталкиваются, и между их движениями не будет достаточного количества обновлений для точного расчёта столкновения.

Параметр maxSubSteps задаёт максимальное количество таких шагов, которые физический движок может выполнить для корректировки симуляции между двумя обновлениями.

Пример использования:

// Установка параметра максимальных подшагов
app.systems.physics.maxSubSteps = 10; // Ограничение до 10 подшагов для каждого обновления

Если физический шаг велик, и требуется улучшить точность столкновений, движок может выполнить дополнительные подшаги для корректной симуляции. Параметр maxSubSteps задаёт максимальное количество этих шагов, чтобы не перегрузить систему.

Настройка физических шагов для плавности игры

Для некоторых игр может быть важно поддерживать плавность отображения, несмотря на изменения в физическом шаге. Например, даже если физика обновляется с меньшей частотой, игровой цикл и визуализация должны быть синхронизированы для обеспечения визуальной плавности.

Для этого часто используется параметр subSteps в методе обновления:

app.update(dt); // Вызов основного игрового цикла
app.systems.physics.update(dt, app.systems.physics.maxSubSteps); // Принудительное обновление физики

Это гарантирует, что физика будет обновляться соответствующим образом, независимо от частоты кадров игры.

Заключение

Ограничение физических шагов в PlayCanvas позволяет более эффективно управлять ресурсами, особенно на ограниченных по мощности устройствах. Использование параметров fixedTimeStep и maxSubSteps помогает разработчикам настроить физику в зависимости от нужд игры, сохраняя хорошую производительность при минимальной потере точности.