Orillusion

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物理总览 ​

物理系统是对真实世界的模拟，使场景中的模型对象可以像真实环境中的物体一样，拥有质量并正确响应重力及各种碰撞。引擎以插件的形式提供了物理引擎支持（基于ammo.js），并封装了常用的组件，可以帮助用户在项目中模拟物理系统。

安装 ​

跟引擎方法一致，我们可以通过 NPM 和 CDN 链接两种方式来引入物理插件:

1. 通过 NPM 包安装 ​

bash
npm install @orillusion/core --save
npm install @orillusion/physics --save
ts
import { Engine3D } from "@orillusion/core"
import { Physics } from "@orillusion/physics"

2. 通过 CDN 链接引入 ​

推荐使用 ESModule 构建版本

html
<script type="module">
  import { Engine3D } from "https://unpkg.com/@orillusion/core/dist/orillusion.es.js"
  import { Physics } from "https://unpkg.com/@orillusion/physics/dist/physics.es.js"
</script>

或通过 <script> 加载构建 UMD 版本，在全局 Orillusion 变量中获取 Physics 模块：

html
<script src="https://unpkg.com/@orillusion/core/dist/orillusion.umd.js"></script>
<script src="https://unpkg.com/@orillusion/physics/dist/physics.umd.js"></script>
<script>
  const {Engine3D, Physics} = Orillusion
</script>

物理环境的运行 ​

目前 Physics 支持的参数及方法如下表所示：

API描述
init(): void初始化物理引擎
update(): void更新物理系统，需要在 loop 主体中调用
gravity: Vector3重力参数
isStop: boolean控制物理世界是否暂停运行
world: Ammo.btDiscreteDynamicsWorldammo.js 原生物理世界

我们可以初始化 init() 来开启物理系统，并通过在渲染主循环中调用 update() 实现物理世界的运行：

ts
import { Engine3D } from '@orillusion/core'
import { Physics } from '@orillusion/physics'

await Physics.init();
await Engine3D.init({
  renderLoop: () => {
    if (Physics.isInited) {
      Physics.update();
    }
  }
});

通过以上方法开启并运行物理系统后，引擎会在每一帧渲染时，根据设定的参数计算并更新物体模型对物理世界的实际响应。

在一些项目中通常会有暂停物理世界模拟的需求，因此我们提供了一个参数可以暂停&恢复物理世界的运行：

ts
Physics.isStop = !Physics.isStop;

重力环境模拟 ​

目前引擎中默认的重力参数为 Vector3(0, -9.8, 0)，模拟的是地球的重力。如果需要自定义重力参数的话，只需更改 Physics.gravity 属性即可，不过切记需要在初始化之前更改，否则无法生效。

例如，如果需要模拟太空中的无重力环境，则在初始化前更改 gravity 参数为：

ts
Physics.gravity = new Vector3(0,0,0);
await Physics.init();

即可。请注意，需要在物理系统初始化前更改才能生效。

扩展 ​

此外，用户可以通过以下代码来获取 ammo.js原生的物理世界，通过 ammo.js 自身提供的api 实现更多自定化需求：

ts
let world:Ammo.btDiscreteDynamicsWorld = Physics.world;

物体落地的简单示例 ​

这里我们通过模拟一个正方体掉落在地上的过程，看一下物理系统具体可以提供哪下效果。

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<
ts
import { BoxColliderShape, BoxGeometry, Camera3D, AtmosphericComponent, ColliderComponent, Color, DirectLight, Engine3D, View3D, LitMaterial, HoverCameraController, MeshRenderer, Object3D, PlaneGeometry, Scene3D, Vector2, Vector3 } from '@orillusion/core';
import { Physics, Rigidbody } from '@orillusion/physics';

export class Sample_box {
    async run() {
        await Physics.init();
        // Init Engine3D
        await Engine3D.init({
            canvasConfig: { devicePixelRatio: 1 },
            renderLoop: () => {
                if (Physics.isInited) {
                    Physics.update();
                }
            }
        });
        let scene3D = new Scene3D();
        scene3D.addComponent(AtmosphericComponent);
        let cameraObj = new Object3D();
        let mainCamera = cameraObj.addComponent(Camera3D);
        mainCamera.perspective(60, Engine3D.aspect, 1, 5000.0);
        let controller = mainCamera.object3D.addComponent(HoverCameraController);
        controller.setCamera(45, -15, 200, new Vector3(0, 50, 0));
        scene3D.addChild(cameraObj);

        let light: Object3D = new Object3D();
        let component = light.addComponent(DirectLight);
        light.rotationX = 45;
        light.rotationY = 30;
        component.lightColor = new Color(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
        component.intensity = 20;
        scene3D.addChild(light);

        this.addPlane(scene3D, new Vector2(100, 100), new Vector3(0, 0, 0), new Vector3(0, 0, 0));
        const obj = new Object3D();
        let mr = obj.addComponent(MeshRenderer);
        mr.geometry = new BoxGeometry(5, 5, 5);
        mr.material = new LitMaterial();
        mr.material.baseColor = new Color(Math.random(), Math.random(), Math.random(), 1.0);
        obj.y = 100;
        obj.rotationX = Math.random() * 360;
        // add a Rigidbody with mass to the box
        let rigidbody = obj.addComponent(Rigidbody);
        rigidbody.mass = 10;
        // add a box collider shape to the box
        let collider = obj.addComponent(ColliderComponent);
        collider.shape = new BoxColliderShape();
        collider.shape.size = new Vector3(5, 5, 5);
        scene3D.addChild(obj);

        let view = new View3D();
        view.scene = scene3D;
        view.camera = mainCamera;
        // start render
        Engine3D.startRenderView(view);
    }
    addPlane(scene: Scene3D, size: Vector2, pos: Vector3, rot: Vector3) {
        const obj = new Object3D();
        let mr = obj.addComponent(MeshRenderer);
        mr.geometry = new PlaneGeometry(size.x, size.y);
        mr.material = new LitMaterial();
        mr.material.baseColor = new Color(0.04, 0.42, 0.45, 1);
        obj.localPosition = pos;
        obj.localRotation = rot;
        // add a Rigidbody with no mass, static body
        let rigidbody = obj.addComponent(Rigidbody);
        rigidbody.mass = 0;
        // add a box collider shape with small y value
        let collider = obj.addComponent(ColliderComponent);
        collider.shape = new BoxColliderShape();
        collider.shape.size = new Vector3(size.x, 0.1, size.y);
        scene.addChild(obj);
    }
}

new Sample_box().run();

依照前面章节所介绍的流程，我们首先将场景、相机、环境贴图、光照等基础组件初始化并设定好参数。 接下来，我们创建一个立方体，并为其添加刚体与碰撞体组件，使之拥有质量并能正确响应重力与碰撞。

ts
const obj = new Object3D();
let mr = obj.addComponent(MeshRenderer);
mr.geometry = new BoxGeometry(5, 5, 5);
mr.material = new LitMaterial();
// 响应重力
let rigidbody = obj.addComponent(Rigidbody);
rigidbody.mass = 10;
// 设置碰撞盒子
let collider = obj.addComponent(ColliderComponent);
collider.shape = new BoxColliderShape();
collider.shape.size = new Vector3(5, 5, 5);

scene3D.addChild(obj);

之后，我们在正方体下方创建一个平面，作为地面，同样为其添加刚体与碰撞体组件。由于地面是静止的，所以我们设置其质量为 0。

ts
const obj = new Object3D();
let mr = obj.addComponent(MeshRenderer);
mr.geometry = new PlaneGeometry(size.x, size.y);
mr.material = new LitMaterial();
// 静态钢体，不响应重力
let rigidbody = obj.addComponent(Rigidbody);
rigidbody.mass = 0;
// 设置碰撞盒子
let collider = obj.addComponent(ColliderComponent);
collider.shape = new BoxColliderShape();
collider.shape.size = new Vector3(size.x, 0.1, size.y);

scene.addChild(obj);

物理系统启动后，引擎立即根据物体质量响应其重力感应，所以我们将看到立方体从空中掉落的画面。由于我们设置了碰撞体组件，当立方体和地面的碰撞体形状产生交集时，即响应碰撞。在示例中我们可以看到真实的物体落地碰撞效果。