Bullet物理引擎不完全指南(Bullet Physics Engine not complete Guide)Bullet物理引擎不完全指南(Bullet Physics Engine not complete Guide)
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前言 Bullet据称为游戏世界占有率为第三的物理引擎，也是前几大引擎目前唯一能够找到的支持iPhone，开源，免费(Zlib协议，非常自由，且商业免费）的物理引擎，但是文档资料并不是很好，Demo虽然多，但是主要出于特性测试/展示的目的，会让初学者无从看起，一头雾水。我刚学习Bullet的时候困于没有好的文档及资料，非常没有头绪，折腾了很久，所以就发挥没有就创造的精神，写作及整理此文，（以整理资料为主，自己写 为辅）希望大家在学习Bullet的时候不要再像我开始一样没有头绪。因为我实在没有精力去完成一个包含Bullet方方面面的完全指南，所以本文只能是不完全版本，这个就请大家谅解了，但是期望能够真正的完成一个简单的由浅入深的教程，并提供尽量详尽的额外信息链接，只能说让初学者比看官方的WIKI和Demo效果更好，大家有好的信息和资料而本文没有包含的，也请告诉我，我可以在新版中添加进来。因为我学习Bullet的时间也比较短，有不对的地方请高人指点。 前段时间简单的学习了一下Bullet，牵涉到图形部分的时候主要都是研究Bullet与Ogre的结合，所以使用了OgreBullet这个Ogre的Addon，其实真正的学习当然还是直接利用Bullet本身附带的简单的debug Ope
nGL绘制就好了。本文就完全以Bullet本身的Debug功能来学习，虽然简陋，但是可以排除干扰，专注于bullet。也许除了本文，会有个额外的文章，稍微研究下Ogre与Bullet的整合和分析一下OgreBullet的源码。
Bullet介绍 Bullet的主页。最新版本在这里下载。简单的中文介绍见百度百科。一些也许可以促使你选择Bullet的小故事在以前的文章中有提及，参考这里的开头--为什么选择Bullet。很遗憾的是前几天看到的一篇很详细的bullet中文介绍找不到了，将来也许补上。士怎么组词
安装 Bullet作为一款开源物理引擎，你可以选择作者编译好的SDK，或者直接从源码编译自己的版本（Windows版本自带VS工程）。得益于CMake，在其他平台从源码自己编译也非常简单，参考这里。iPhone版本的话参考这里。想要更详细点的图文教程可以参考Creating_a_project_from_scratch。
Hello World Application 在学习之前，没有接触过物理引擎的可以参考一下这个术语表。 这里有个较为详细的教程。也包含在Bullet本身的一个名叫 AppHelloWorld 的Demo中。（注释也很详细，但是和WIKI上的版本略有不同）可以大概的对Bullet有个感觉。 其实Bullet与Ogre走的一条路线，为了
灵活，增加了很多使用的复杂性。（真怀念Box2D和Irrlicht的简单啊）其实即使希望通过strategy模式来增加灵活度，让用户可以自由的选择各类算法和解决方案，但是我还是感觉首先提供默认解决方案，
弘扬传统文化手抄报用户需要不同方案的时候通过Set方式改变(甚至也可以new的时候修改）但是大牛们研究这些东西那么透，总是会觉得这个世界上不存在默认方案。。。。。因为没有方案是最优的，是适合大多数情况的，所以导致Bullet的HelloWorld程序源代码都已经超过100行。。。。。。。。。。-_-!发了点牢骚。。。。。 通过HelloWorld程序，我们大概可以知道一些东西，比如建立一个Bullet物理世界的步骤，比如Bullet的类以bt（变态-_-!)开头，比如Bullet与Box2D这样的2D物理引擎一样，专注于数据的计算，本身没有图形输出，比如创建一个物理实体的时候也有shape的概念，然后通过一个结构作为参数(BodyConstructionInfo）来创建真实的物体，大概的熟悉一下就好，具体的细节还不懂，没有关系，一步一步来。 另外，建议趁这个机会，确定自己机器使用Bullet的环境，特别是Win32下，我的使用方法是，利用BULLET_HOME环境变量指明Bullet安装的位置，BULLTE_LIBS指明最后编译完的静态库的位置，工程中利用这两个环境变量来确定位置。（这种用法很适合屏蔽各机器的环境不同）最后的Hello World工程见/hg/中的Bullet-HelloWorld。 请确保该Hello World程序能够运行（无论是你自己的还是用我的）然后才继续下面的内容。
让你坐在司机的位置上 该怎么学习的问题，向来都是各执一词，有人认为该从最基础的学起，就像建房子一样打好地基，有人会更加推崇自上而下的学习(Top-Down Approach），我属于后一派，能先写有用的可以摸到的程序，然后一层一层的向下学习，这样会更加有趣味性，并且学习曲线也会更加平缓，假如你是前一派，那么推荐你先看完Bullet的Ur Manual，然后是Bullet所有的Tutorial Articles，
然后再自己一个一个看Demo。 在Hello World的例子中你已经可以看到文本数据的输出，能够看到球/Box的落下了，但是很明显太不直观了，得益于Bullet良好的debug输出支持，我们要先能直观的通过图形看到球的落下！先坐在司机的位置上才能学会开车^^你也不至于被乏味的汽车/交通理论闷死。 Bullet像Ogre一样，提供了一个DemoApplication类，方便我们学习，我们先看看Bullet的DemoApplication是怎么样的。先看看Bullet自己提供的AppBasicDemo这个Demo。忽略那些作者用#if 0关闭的内容和hashmap的测试内容，看看DemoApplication的用法。首先是BasicDemo类，从class BasicDemo : public PlatformDemoApplication可以看到
四季诗句春夏秋冬
，DemoApplication是给你继承使用的，这里的PlatformDemoApplication实际是GlutDemoApplication。（Win32那个作者好像只是预留的）怎么去实现这个类先放一边，看看整个类的使用： GLDebugDrawer gDebugDrawer; BasicDemo ccdDemo; ccdDemo.initPhysics(); DynamicsWorld()->tDebugDrawer(&gDebugDrawer); glutmain(argc, argv,640,480,"Bullet Physics Demo. ",&ccdDemo)；实际就这5句，很简单，构造debug,BasicDemo，调用initPhysics函数，设定debug，调用glutmain这个函数，参数也一目了然。这里就不看了。看实现一个有用的DemoApplication的过程。 大概看看DemoApplication这个基类和GlutDemoApplication知道必须要实现的两个纯虚函数是virtual void initPhysics() = 0;virtual void clientMoveAndDisplay() = 0；看BasicDemo的实现后，知道还需要实现displayCallback这个现实回调，
基本上就没有其他东西了，理解起来也还算容易。initPhysics的部分，一看就知道，与HelloWorld中过程几乎一致，也就是实际构建物理世界的过程。只是多了 tTexturing(true);tShadows(true);tCameraDistance(btScalar(SCALING*50.))；这三个与显示有关的东西（其实这些代码放到myinit中去也可以，毕竟与物理无关）最后还多了个clientRetScene的调用，我们知道这个过程就好，具体函数的实现先不管。clientMoveAndDisplay和displayCallback部分其实非常简单，几乎可以直接放到glutExampleApplication中去。（事实上不从灵活性考虑，我觉得放到glutExampleApplication中更好）原来的程序有些代码重复，其实只要下列代码就够了：（一般的程序也不需要修改）voidBasicDemo::clientMoveAndDisplay() { //simple dynamics world doesn't handle fixed-time-stepping floatms = getDeltaTimeMicroconds(); ///step the simulation if(m_dynamicsWorld) { m_dynamicsWorld->stepSimulation(ms / 1000000.f); } displayCallback(); }voidBasicDemo::displayCallback(void) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); renderme(); //optional but uful: debug drawing to detect problems if(m_dynamicsWorld) m_dynamicsWorld->debugDrawWorld(); glFlush(); swapBuffers(); }运行该程序能够看到中间一个很多Box堆起来的大方块，点击鼠标右键还能发射一个方块出去。了解这个Demo以后，我们就可以直接来用Bullet构建我们自己的物理世界了，暂时不用考虑图形的问题，甚至不用知道Bullet使用GLUT作为debug图形的输出，GLUI做界面，都不用知道，只需要知道上面demoApplication的使用和在initPhysics函数中完成构建物理世界的代码。另外，你愿意的话，也可以
先看看exitPhysics的内容，用于分配资源的释放，作为C++程序，一开始就关注资源的释放问题是个好习惯。虽然对于我们这样简单的demo程序来说是无所谓的。看过上面Demo后，也许你已经有些了解，也许你还是一头
喜欢的英语雾水，不管怎么样，Bullet的Demo毕竟还是别人的东西，现在，从零开始，构建一个HelloWorld程序描述的世界。先自己尝试一下！假如你成功了，那么直接跳过一下的内容，失败了，再回头了看看，提醒你步骤：1.继承DemoApplication，拷贝上面clientMoveAndDisplay和displayCallback部分的代码，实现这两个函数。2.在initPhysics函数中完成构建物理世界的代码。（构建过程参考HelloWorld）3.Main中的使用代码： GLDebugDrawer gDebugDrawer; BasicDemo ccdDemo; ccdDemo.initPhysics(); DynamicsWorld()->tDebugDrawer(&gDebugDrawer); glutmain(argc, argv,640,480,"Bullet Physics Demo. ",&ccdDemo);4.注意工程需要多包含$(BULLET_HOME)/Demos/OpenGL的头文件目录和库：$(BULLET_HOME)/Glut/glut32.libopengl32.libglu32.lib麻烦点的是glut是个动态库，你需要将dll文件拷贝到你工程的运行目录。现在应该成功了吧？我实现的工程见/hg/中的Bullet-WithGL。于是乎，现在你已经可以看到Hello World中那个不曾显示的电脑凭空现象的球了。大概是下面这个样子滴：(因为现在Google Docs写完文章后很久就不能够直接post到CSDN的博客中去了，所以每次写完文章后都得到新建文章中去复制粘贴，图
如何关心女朋友片还需要重新上传然后插入，非常麻烦，所以最近的文章都尽量的减少了图片的使用，见谅。其实说来，只有看热闹的人才需要截图，真的看教程的人估计自己的程序都已经运行起来了，也没有必要看我的截图了)
到目前为止，你已经有了可以自己happy一下的程序了，你可以立即深入的学习，去研究ExampleApplication的源代码，去了解Bullet是怎么与图形交互的，但是在这个之前，特别是对于以前没有使用过其他物理引擎的人，先多在这个图形版的HelloWorld的程序的基础上玩玩，比如现在球很明显没有弹性，调整一下反弹的系数看看，比如多生成几个球，比如加上速度，演示两个球的碰撞，比如因为现在没有设置debugmode，所以实际没有debug信息输出，尝试输出aabb等debug信息，有助于进一步学习。有了图形，就有了丰富的世界，先对Bullet的各个概念先熟悉一下（特别是btRigidBodyConstructionInfo中的各个变量，还有各个shape）然后再前进吧。事实上，得益于ExampleApplication，现在甚至可以用鼠标左键拖拽物理，右键发射箱子的功能也还在，还能按左右键调整camera。（其实还有一堆功能，自己尝试一下吧）因为比较简单，在本教程中不会再有关于这些基础信息的内容，只能自己去找资料或者尝试了。其实就我使用物理引擎的经验，学习并使用一款物理引擎并不会太难，最麻烦的地方在于后期游戏中各个参数的调整，尽量使游戏的
效果变得真实，自然，或者达到你想要的效果，这种调整很多时候需要靠你自己的感觉，而这个感觉的建立，那就是多多尝试一个物理引擎中的在各个参数下呈现的不同效果了，这种感觉的建立，经验
的获得，不是任何教程，文档或者演示程序能够给你的。比如，下面是Bullet支持的5种基本物体形状：
其实上面的内容是最关键的，此时学开车的你已经在司机的位置了，学游泳的你已经在水里了，剩下的Bullet相关的内容虽然还有很多，但是其实已经完全可以自己独立折腾了，因为每个折腾的成果你都已经能够实时的看到，能够很哈皮的去折腾了。
与显示的整合，MotionState 一个只有数据运算的物理引擎，一般而言只能为显示引擎提供数据，这就牵涉到与图形引擎整合的问题，像Box2D这样的物理引擎就是直接需要直接向各个物理实体去查询位置，然后更新显示，这种方式虽然简单，但是我感觉非常不好，因为难免在update中去更新这种东西，导致游戏逻辑部分需要处理物理引擎+图形引擎两部分的内容。（可以参考Box2D与Cocos2D for iPhone的整合）而且，对于完全没有移动的物体也会进行一次查询和移动操作。（即使优化，对不移动物体也是进行了两次查询） Bullet为了解决此问题，提供了新的解决方案，MotionState。其实就是当活动物体状态改变时提供一种回调，而且就Bullet的文档中说明，此种回调还带有适当的插值以优化显示。通过这种方法，在MotionState部分就已经可以完成显示的更新，不用再需要在update中添加这种更新的代码。而且，注意，仅仅对活动物体状态改变时才会进行回调，这样完全避免了不活动物体的性能损失。 首先看看ExampleApplication中是怎么利用default的MotionState来显示上面的图形的，然后再看看复杂点的例子，与Ogre的整合。先看看回调接口：///The btMotionState interface class all
晶莹剔透怎么写ows the dynamics world to synchronize and interpolate the updated world transforms with graphics///For optimizations, potentially only moving objects get synchronized (using tWorldPosition/tWorldOrientation)class btMotionState { public: virtual~btMotionState() { } virtualvoidgetWorldTransform(btTransform& worldTrans ) const=0; //Bullet only calls the update of worldtransform for active objects virtualvoidtWorldTransform(constbtTransform& worldTrans)=0; }；很简单，一个get接口，用于bullet获取物体的初始状态，一个t接口，用于活动物体位置改变时调用以设置新的状态。下面看看btDefaultMotionState这个bullet中带的默认的MotionState类。///The btDefaultMotionState provides a common implementation to synchronize world transforms with offts.structbtDefaultMotionState : publicbtMotionState { btTransform m_graphicsWorldT
铁锹简笔画
rans; btTransform m_centerOfMassOfft; btTransform m_startWorldTrans; void* m_urPointer; btDefaultMotionState(constbtTransform& startTrans = btTransform::getIdentity(),constbtTransform& centerOfMassOfft = btTransform::getIdentity()) : m_graphicsWorldTrans(startTrans), m_centerOfMassOfft(centerOfMassOfft), m_startWorldTrans(startTrans), m_urPointer(0) { } ///synchronizes world transform from ur to physics virtualvoid getWorldTransform(btTransform& centerOfMassWorldTrans ) const { centerOfMassWorldTrans = m_centerOfMassOfft.inver() * m_graphicsWorldTrans ; } ///synchronizes world transform from physics to ur ///Bullet only calls the
五行属火寓意最好的字update of worldtransform for active objects virtualvoid tWorldTransform(constbtTransform& centerOfMassWorldTrans) { m_graphicsWorldTrans = centerOfMassWorldTrans * m_centerOfMassOfft ; } }；这个默认的MotionState实现了这两个接口，但是还引入了质心（center Of Mass应该是指质心吧）的概念，与外部交互时，以质心位置表示实际物体所在位置。在一般rigitBody的构造函数中可以看到下列代码： if(m_optionalMotionState) { m_optionalMotionState->getWorldTransform(m_worldTransform); } el { m_worldTransform = constructionInfo.m_startWorldTransform; }这就是get函数的使用，也就是决定物体初始坐标的函数回调。t函数的回调如下：voidbtDiscreteDynamicsWorld::synchronizeSingleMotionState(btRigidBody* body) { btAsrt(body); if(body->getMotionState() && !body->isStaticOrKinematicObject()) { //we need to call the update at least once, even for sleeping objects //otherwi the 'graphics' transform never updates properly ///@todo: add 'dirty' flag //if (body->getActivationState() != ISLAND_SLEEPING) { btTransform interpolatedTransform; btTransformUtil::integrateTransform(body->getInterpolationWorldTransform(), body->getInterpolationLinearVelocity(),body->getInterpolationAngularVelocity(),m_localTime*body->getHitFraction(),interpolatedTransform); body->getMotionState()->tWorldTransform(interpolatedTransform); } } }也就是同步状态的时候调用。此过程发生在调用bullet的btDynamicsWorld::stepSimulation函数调用时。然后可以参考DemoApplication的DemoApplic
ation::renderscene(int pass)函数： btScalar m[16]; btMatrix3x3 rot;rot.tIdentity(); constintnumObjects=m_dynamicsWorld->getNumCollisionObjects(); btVector3 wireColor(1,0,0); for(inti=0;i<numObjects;i++) { btCollisionObject* colObj=m_dynamicsWorld->getCollisionObjectArray()[i]; btRigidBody* body=btRigidBody::upcast(colObj); if(body&&body->getMotionState()) { btDefaultMotionState* myMotionState = (btDefaultMotionState*)body->getMotionState(); myMotionState->OpenGLMatrix(m); rot=myMotionState->Basis(); } }}实际也就是再通过获取motionState然后获取到图形的位置了，这种defaultMotion的使用就类似Box2D中的使用了。既然是回调，那么就可以让函数不仅仅做赋值
