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# Die Havok-Engine ⚙️
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## Inhalt
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- [Die Havok-Engine ⚙️](#die-havok-engine-️)
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- [Inhalt](#inhalt)
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- [Was ist die Havok-Engine?](#was-ist-die-havok-engine)
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- [Integration in andere Engines](#integration-in-andere-engines)
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- ["Hello, World!" in der Havok-Engine](#hello-world-in-der-havok-engine)
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- [Beispielcode](#beispielcode)
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- [Erläuterung des Codes](#erläuterung-des-codes)
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## Was ist die Havok-Engine?
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Die **Havok-Engine** ist eine leistungsstarke und weit verbreitete **Physik-Middleware**, die in zahlreichen Videospielen zur Simulation realistischer physikalischer Interaktionen eingesetzt wird.
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Entwickelt von der irischen Firma Havok, die zu Microsoft gehört, ist sie keine allumfassende Game-Engine wie Unity oder Unreal, sondern spezialisiert sich auf die realistische Darstellung von Physik, Animationen und Kollisionen.
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Im Kern ist Havok eine Sammlung von Software-Werkzeugen (SDK), die Entwickler in ihre eigenen Game-Engines oder Projekte integrieren können.
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Anstatt eine komplette Entwicklungsumgebung bereitzustellen, konzentriert sich Havok auf die folgenden Kernbereiche:
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- **Havok Physics:** Das bekannteste Produkt. Es ermöglicht die Simulation von Starrkörperdynamik, Kollisionserkennung und -reaktion in Echtzeit.
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Wenn in einem Spiel Kisten realistisch umfallen, Gebäude einstürzen oder Ragdoll-Effekte bei Charakteren auftreten, steckt oft Havok Physics dahinter.
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- **Havok Animation Studio:** Ein Werkzeugset für fortschrittliche Charakteranimationen, das flüssige und prozedurale Bewegungen ermöglicht.
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- **Havok Cloth:** Wird für die realistische Simulation von Stoffen und Kleidung verwendet, wie z.B. wehende Umhänge oder Fahnen im Wind.
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- **Havok Destruction:** Dieses Modul wird verwendet, um dynamisch zerstörbare Umgebungen zu erstellen.
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### Integration in andere Engines
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Havok wird von vielen großen Spielestudios lizenziert und in deren eigene Engines integriert.
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Bekannte Spiele, die Havok nutzen, sind unter anderem *The Elder Scrolls V: Skyrim*, *Halo*, *Dark Souls* und *Assassin's Creed*.
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Es kann als eigenständiges SDK in eine C++-basierte Engine integriert werden.
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Zudem existiert das **"Havok Physics for Unity"**-Paket, um die Physik-Engine direkt in Unity-Projekten zu nutzen.
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## "Hello, World!" in der Havok-Engine
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Ein klassisches "Hello, World!" ist für eine Physik-Engine nicht repräsentativ. Ein passenderes Äquivalent ist die Erstellung einer minimalen physikalischen Simulation: **eine Kiste, die unter dem Einfluss der Schwerkraft auf eine unbewegliche Ebene fällt.**
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Das folgende konzeptionelle Code-Beispiel in C++-ähnlichem Pseudocode verdeutlicht die grundlegenden Schritte.
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### Beispielcode
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```cpp
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// 1. Initialisierung der Havok-Engine
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Havok::initializeMemory();
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Havok::initializeBaseSystems();
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// 2. Erstellen einer Physik-Welt mit Schwerkraft
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hkpWorld::Cinfo worldInfo;
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worldInfo.m_gravity = hkVector4(0.0f, -9.8f, 0.0f);
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hkpWorld* physicsWorld = new hkpWorld(worldInfo);
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// 3. Erstellen eines statischen Bodens (unbewegliche Ebene)
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hkpBoxShape* groundShape = new hkpBoxShape(hkVector4(50.0f, 1.0f, 50.0f));
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hkpRigidBody::Cinfo groundInfo;
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groundInfo.m_shape = groundShape;
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groundInfo.m_motionType = hkpMotion::MOTION_FIXED; // Unbeweglich
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groundInfo.m_position.set(0.0f, 0.0f, 0.0f);
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hkpRigidBody* ground = new hkpRigidBody(groundInfo);
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physicsWorld->addEntity(ground);
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// 4. Erstellen einer dynamischen Kiste (bewegliches Objekt)
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hkpBoxShape* boxShape = new hkpBoxShape(hkVector4(0.5f, 0.5f, 0.5f));
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hkpRigidBody::Cinfo boxInfo;
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boxInfo.m_shape = boxShape;
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boxInfo.m_mass = 10.0f; // Masse von 10 kg
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boxInfo.m_motionType = hkpMotion::MOTION_DYNAMIC; // Wird von Physik beeinflusst
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boxInfo.m_position.set(0.0f, 10.0f, 0.0f); // Startposition über dem Boden
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hkpInertiaTensorComputer::setShapeVolumeMassProperties(boxShape, boxInfo.m_mass, boxInfo);
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hkpRigidBody* box = new hkpRigidBody(boxInfo);
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physicsWorld->addEntity(box);
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// 5. Die Simulations-Schleife (in der Praxis pro Frame)
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for (int i = 0; i < 300; ++i) {
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// Physik-Welt um einen Zeitschritt (1/60s) fortschreiten lassen
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physicsWorld->stepDeltaTime(1.0f / 60.0f);
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// Position der Kiste abfragen und ausgeben/darstellen
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hkVector4 currentPosition = box->getPosition();
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printf("Position nach Schritt %d: (%.2f, %.2f, %.2f)\n", i, currentPosition(0), currentPosition(1), currentPosition(2));
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}
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// 6. Aufräumen
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box->removeReference();
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ground->removeReference();
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physicsWorld->removeReference();
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Havok::quitBaseSystems();
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Havok::quitMemory();
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### Erläuterung des Codes
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1. **Initialisierung:** Starten der internen Speichermanager und Basissysteme von Havok.
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2. **Physik-Welt:** Das `hkpWorld`-Objekt ist das Herzstück der Simulation. Es verwaltet alle Objekte und wendet Kräfte wie die Schwerkraft an.
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3. **Statischer Boden:** Ein unbeweglicher Körper (`MOTION_FIXED`), der als Kollisionsobjekt dient, damit die Kiste nicht ins Unendliche fällt.
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4. **Dynamische Kiste:** Das "Hello, World!"-Objekt. Es hat eine Masse, ist als `MOTION_DYNAMIC` definiert und wird somit von der Schwerkraft beeinflusst und reagiert auf Kollisionen.
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5. **Simulations-Schleife:** Der Aufruf von `physicsWorld->stepDeltaTime()` lässt die Zeit in der Simulation vergehen und aktualisiert die Positionen der dynamischen Objekte.
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6. **Aufräumen:** Der belegte Speicher wird nach der Simulation wieder freigegeben.
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