[Havok] Havok Physics物理引擎的学习入门

来源：http://www.cnblogs.com/hellohuan/archive/2008/09/03/1283410.html

这几天在看Intel公司刚刚收购开放下载的havok物理引擎，有几点感受。为了研究havok，多么猥琐阴险狡诈的招都被我使了出来，在google上搜过n个正则关键字，去过专业的物理研究论坛，去了havok的官方网站，去了Inter的havok论坛。最后没找到多少资料，没找到一个小例子。所以只得再havok SDKs的Doc和Demo下面逛，看英文，猜代码意图。浑浑噩噩的过了两天。

Havok的demo看过的肯定知道，框架做得相当复杂和诡异，其实并不适合去学习。The framework of the demos is very complex and esoteric. I do not want to understand these complex framework, Because I have a practical application in my framework, companies have the framework of the company, no one will want to make their own framework replaced for a physical engine.这是我发在havok论坛上的帖子。

这也难怪，havok引擎刚刚开放下载，国内应用的都少，教程更是别提。我这几天算是过得比较痛苦，写个简单的入门文档，希望抛砖引玉，帮大家简单入入门，完全没有误人子弟的意思，大家别拍我~ ~我做的主要是havok的刚体碰撞。简单的20 * 20 的正方体自由下落在一平面上。

首先，关于Havok的几个简单的物理概念：

hkpWorld： havok的物理世界场景 场景有其自己的属性，如万有引力等，每个havok的仿真场景可以有一个或者多个hkpWorld的实例。

hkpRigidBody： havok的刚体，刚体可以有自己的运动属性，并能通过setMotionType来设置修改。

hkVisualDebugger： 关于havok的一个很好的调试工具

下面是整个程序的简单代码，没有用图形库输出图形，可以通过havok自带的工具VisualDebugger工具来查看刚体。省略了部分内存方面的代码，我也不是很明白。

int main(int argc, const char** argv)
{
    // 创建physics world 通过填充hkpWorldCinfo
    hkpWorld* physicsWorld;
    {
        // 创建物理世界：
        hkpWorldCinfo worldInfo;
        worldInfo.m_simulationType = hkpWorldCinfo::SIMULATION_TYPE_MULTITHREADED;
        worldInfo.m_gravity.set(0.0f, -9.8f, 0.0f);
        physicsWorld = new hkpWorld(worldInfo);
    }
    physicsWorld->markForWrite();
    {
        hkpAgentRegisterUtil::registerAllAgents( physicsWorld->getCollisionDispatcher() );
    }
    // 在这里创建我们的刚体模拟
    setupPhysics( physicsWorld );
    // 初始化VisualDebugger工具
    hkVisualDebugger* vdb = setupVisualDebugger(context);

    hkReal timestep = 1.f / 60.f;
    int numSteps = int(60.f / timestep);
    for ( int i = 0; i < numSteps; ++i )
    {
        // 可以得到刚体的一些实时信息，借助图形库进行渲染
        hkVector4 pos = g_ball->getPosition();
        printf("[%f,%f,%f]"n", pos(0), pos(1), pos(2));
    }  
    hkBaseSystem::quit();
    return 0;
}

void setupPhysics(hkpWorld* physicsWorld)
{
    // 创建地面的 静态刚体
    {
        hkpRigidBodyCinfo boxInfo;
        hkVector4 boxSize(5.0f, 0.5f , 5.0f);
        hkpBoxShape* boxShape = new hkpBoxShape(boxSize);
        boxInfo.m_shape = boxShape;
        boxInfo.m_motionType = hkpMotion::MOTION_FIXED;
        boxInfo.m_position.set(0.0f, 0.0f, 0.0f);
        boxInfo.m_restitution = 0.9f;

        hkpRigidBody* floor = new hkpRigidBody(boxInfo);
        boxShape->removeReference();
        g_ball = floor;
        physicsWorld->addEntity(floor);
        floor->removeReference();
    }
    // 创建 20 * 20 的盒子
    const hkReal boxDim          = 0.2f;            // This is the size of the cube side of the box
    const hkReal boxRadius       = boxDim * 0.01f;  // 盒子的角度 这个有问题 原来这个是大小
    const hkReal gapx            = boxDim * 0.05f;  // This is the gap betwen boxes 间距是盒子大小的多少比率
    const hkReal gapy            = boxRadius;
    const hkReal heightOffGround = 10.0f;           // This is the height of the pyramid off the gound
    int   pyramidSize            = 20;              // This is the number of boxes along the base (also vertically)
    // 长方体的长宽
    hkReal extendedBoxDimX = boxDim + gapx;
    //hkReal extendedBoxDimY = boxDim + gapy;
    hkReal extendedBoxDimZ = boxDim + gapx;
    hkVector4 startPos( 0.0f , heightOffGround + gapy + boxDim * 0.5f, 0.0f);
    // Build pyramid 构建
    {
        hkVector4 boxRadii(boxDim *.5f, boxDim *.5f, boxDim *.5f);
        hkpShape* boxShape = new hkpBoxShape( boxRadii , boxRadius );
        // 变成横向的一块下来 20 * 20的盒子
        for(int i=0; i<pyramidSize; i++)
        {
            // This constructs a row, from left to right 从左到右
            hkVector4 start(0, 0, extendedBoxDimZ * i);
            for(int j=0; j< pyramidSize; j++)
            {
                hkVector4 boxPos(start);
                hkVector4 shift(j * extendedBoxDimX, 0.0f, 0.0f);
                boxPos.setAdd4(boxPos, shift);
                boxPos.setAdd4(boxPos, startPos);

                hkpRigidBodyCinfo boxInfo;
                //盒子的质量
                boxInfo.m_mass = 100.0f;
                // calculate the correct inertia 惯性与质量有关
                hkReal d = boxInfo.m_mass * boxDim * boxDim / 6.0f;

                // for small boxes increase inertia slightly
                if ( boxRadius < 0.1f )
                {
                    d *= 2.0f;
                    if ( boxRadius < 0.03f )
                    {
                        d *= 2.0f;
                    }
                }
                boxInfo.m_inertiaTensor.setDiagonal(d,d,d);
                boxInfo.m_shape = boxShape;
                boxInfo.m_motionType = hkpMotion::MOTION_DYNAMIC;
                boxInfo.m_position = boxPos;
                boxInfo.m_restitution = 0.5f;  // 表面的弹力
                boxInfo.m_friction = 0.6f;     // 表面的摩擦      
                boxInfo.m_solverDeactivation = hkpRigidBodyCinfo::SOLVER_DEACTIVATION_MAX;
                hkpRigidBody* boxRigidBody = new hkpRigidBody(boxInfo);
                //将所有的刚体添加到世界中
                physicsWorld->addEntity( boxRigidBody );
                boxRigidBody->removeReference();               
            }
        }
        boxShape->removeReference();
    }
}

我们只要在自己的代码中调用Havok API构建抽象的物理世界,抽象的物体,即给出物理世界的数据,就能直接通过hkVisualDebugger接口的socket连接发送世界数据到HavokVisualDebugger宿主程序,并在其可视化物理场景视图中显示出来。以下是在工具下的两张截图：

在demo框架中：

程序的可运行代码：

https://files.cnblogs.com/hellohuan/ConsoleMain.rar