物理加速技術

1. 物理加速技術的PhysX

PhysX物理加速技術體現在硬體和軟體兩大應用層面:以PPU為核心的物理加速卡以及PhysX物理引擎
一、硬體——物理加速卡（以PPU為核心）
AGEIA於2005年生產了世界上第一塊3D圖形物理加速處理晶元，也就是PPU（Physics Processing Unit）。以此晶元為核心的物理加速卡，是一種全新的PC硬體范疇，市面上的AGEIA PhysX物理加速卡，以及和華碩、影馳等PC硬體廠商合作生產的物理加速卡都是以PPU為核心的。 玩家們耳熟能詳的《虛幻競技場3》、《幽靈行動2：尖峰戰士》、《好戰者（warmonger）》、《細胞因子》、《賭命戰士》、《戰爭機器》、《Beowulf》、《 City of Villains Medal Of Honor: Airborne》、《 Bladestorm: The Hundred Years' War》等140多款經典游戲都是以PhysX引擎為靈魂，並且都支持物理加速卡。
PPU的出現是為了解放隨著圖形發展而任務日益繁重的CPU,將原本使用軟體技術並通過CPU運算處理的物理反應計算提取出來，專門來負責物理運算的處理工作。其強大的整數及浮點運算能力，可形成軟、固質體動力，泛用碰撞偵測，有限元素分析，流體動力，毛發模擬，布料模擬等技術特效。隨著PhysX引擎也將得到越來越多的游戲開發商的青睞，物理游戲將會如雨後春筍般涌現出來。物理加速卡這一英雄，也將會有越來越廣闊的用武之地。
藉助PhysX卓越的計算能力，玩家將看到各種逼真震撼的場景，例如：
1.塵土飛揚，碎渣四濺的大量粒子運動所形成的爆炸效果；
2.設計結構復雜的各種幾何模型，以完成更加逼真的物理運動和交互動作；
3.環繞在運動中的物體周圍的大量翻騰涌動的濃煙和塵霧效果；
4.逼真細膩的河水、泥石流、岩漿等流體運動模擬；
5.衣物、草叢、樹葉之類軟性物體能隨風自然飄動效果；
6.衣物，旗幟等軟性物體因外界各種影響做出不同的撕裂或變形效果；
7.剛性物體之間相互碰撞的運動計算，一定力度之下形成擬真的成千上萬個碎片運動。
如此類推. 理解三者關系的最好方法是理解他們是如何和游戲引擎交互的：CPU只考慮如何讓游戲對玩家作反應，就好像一個大管家一樣， 工作則重點是放在渲染質量方面、主要追求單純的視覺效果，而不是將運作效能放在第一位。物理加速則著重渲染效果的「真實性」，設計成考慮對象的運動以及和虛擬世界之間的互動。但是物理加速有著和GPU完全不同的內部構架，它往往擁有軟、固質體動力，泛用碰撞偵測，有限元素分析，流體動力，毛發模擬，布料模擬等技術特效，可以處理相當復雜的物理運算，而傳統的CPU和GPU在執行這些任務時往往無法獲得足夠好的效能。物理加速的這些處理技術和GPU是完全不同的兩個運算概念，因為物理運算需要十分強大的整數及浮點運算能力，而將以上這些分離出來交由物理加速處理架構的最大優勢，這意味著未來3D運算也將從現有的CPU、GPU配合的方式變為CPU、物理加速處理和GPU三者的配合協作。廠商們所推出的物理加速的概念也是如此，它將原本使用軟體技術並透過CPU運算處理的物理反應計算再提取出來給專門負責物理運算的硬體、晶元來處理。在短期來看，CPU「綜合協調」，GPU「渲染、顯示」，「處理物理交互」，三者共同完成逼真的游戲體驗。
比如在模擬一個大石頭滾下山坡的場景時，現有的雙核心處理器只能處理800-1000塊石頭互相碰撞、反彈、急沖的景象，無法展現出更廣闊的場景。
可以說在短期，物理加速處理所帶來的最大變化將是游戲特效，因為以目前的GPU硬體技術，游戲開發者已經很難整合環境和其他元素，打個比方：一陣冷風吹過一片寂靜的，樹將隨風搖擺，數葉發出沙沙響聲，百葉窗發出被風吹打的巨響，修道士手拿火把穿過古墓，他的的長袍很真實的隨風擺動，女主角的所騎馬的尾巴也自然的擺動，當前面的城堡突然爆炸，飛濺出來的碎石沖倒街上的圍牆，這些特效將會讓游戲真實感上一個台階，同時基於物理模擬的視覺將會徹底改變此前單調乏味事先做的動畫效果。