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Von der Hardware zur Software: Wie hat sich PhysX zu einer Open-Source-Physik-Engine entwickelt?
Nvidias PhysX ist ein plattformübergreifendes Middleware-Software Development Kit (SDK) für Echtzeit-Physik-Engines, das Teil der Nvidia GameWorks-Softwaresuite ist. Die Ursprünge von PhysX gehen auf das Jahr 2004 zurück, als es unter dem Namen NovodeX erschien, eine von der NovodeX AG in der Schweiz entwickelte Physiksimulations-Engine. Mit der Übernahme von Ageia wurde der Name PhysX in der Gaming-Community weithin bekannt. Ursprünglich erforderte PhysX eine dedizierte Hardwarekarte (PPU), um physikalische Berechnungen zu beschleunigen. Doch mit der Weiterentwicklung der Technologie verlagerte Nvidia seinen Schwerpunkt allmählich auf die Verwendung seiner CUDA-fähigen GeForce-Grafikkarten zum Ausführen dieser API und veränderte damit den Entwicklungskontext der Physik-Engine.
Die Weiterentwicklung von PhysX befreit Entwickler von der mühsamen Arbeit des Schreibens traditioneller Physikoperationen und ermöglicht es ihnen, sich auf die Kreativität und das Design von Spielen zu konzentrieren.
Geschichte
Wie bereits erwähnt, wurde PhysX ursprünglich als NovodeX eingeführt und 2004 von Ageia übernommen, was die Entwicklung der Physical-Computing-Technologie beschleunigte. Die PPU-Karte von Ageia wurde zu einem wichtigen Instrument zur Förderung der PhysX-Technologie. Im Jahr 2005 war „Stalin Metro“ das erste Spiel, das die PhysX-Technologie nutzte. Mit der Übernahme von Ageia durch Nvidia im Jahr 2008 wurde die Verwendung von PhysX schrittweise auf GeForce-Grafikkarten ausgeweitet, sodass mehr Entwickler diese Technologie nutzen können.
Durch die kontinuierliche Aktualisierung des SDK ist PhysX allmählich zu einem der wichtigsten Tools für die Spieleentwicklung geworden.
Funktionen
PhysX unterstützt mehrere Plattformen, darunter Windows, macOS, Linux und mehrere Spielekonsolenplattformen. Sein Multithread-Design ermöglicht außerdem die effiziente Handhabung von Simulationen der Dynamik starrer und weicher Körper und unterstützt eine Vielzahl von Funktionen von der Stoffsimulation bis hin zur Partikel- und Flüssigkeitssimulation. Der Idealfall dieses Designs besteht darin, die Benutzer von langwierigen Physikberechnungen zu befreien, sodass sie sich auf andere Anforderungen der Spieleentwicklung konzentrieren können.
Hardwarebeschleunigte Rollen
Dämmerung der PPU
Frühe Versionen der Physical Processing Unit (PPU) entlasteten die CPU zwar von der Last der physikalischen Berechnungen, doch mit der Weiterentwicklung der Technologie nahm die Bedeutung der PPU allmählich ab und wurde schließlich durch CUDA-unterstützte Grafikkarten ersetzt. Dadurch können mehr Geräte PhysX nahtlos nutzen, was dessen Anwendung in der Spieleentwicklung weiter ausdehnt.
Der Aufstieg der GPUsMit der Übernahme von Ageia durch Nvidia hat PhysX nicht nur seinen eigenen Entwicklungsweg neu gestaltet, sondern auch physikalische Berechnungen, die traditionell von der CPU abhängig waren, auf die GPU ausgelagert, was auch mehr Spieleentwickler dazu veranlasste, in die Welt der Physik-Engines einzusteigen. .
APEX und FleX: Die Geburt der ErweiterungstechnologieDie Nvidia APEX-Technologie bringt zusätzliche Unterstützungsmodule für PhysX, die auch erstmals in Mafia II verwendet wurden und das enorme Potenzial der physikalischen Simulation demonstrieren. Die FleX-Technologie erweitert die Anwendung von PhysX zusätzlich um eine partikelbasierte Simulation, die die Interaktion und Verschmelzung verschiedener physikalischer Phänomene ermöglicht und in vielen modernen Spielen genutzt wird.
Die Entwicklung dieser Technologien bereichert nicht nur die Ausdrucksformen von Spielen, sondern erweitert auch die kreative Freiheit der Entwickler.
Kritik und Resonanz
Die Entwicklung von PhysX verlief jedoch nicht ohne Kontroversen. Im Jahr 2010 veröffentlichte Real World Technologies eine Analyse, in der darauf hingewiesen wurde, dass die Architektur von PhysX über keine ausreichende Multithread-Optimierung verfügt, was die Leistung beeinträchtigen könnte. Mit der Veröffentlichung von PhysX SDK 3.0 wurden diese Probleme gelöst, was den weiteren Reifegrad der Technologie unterstreicht.
Erweiterung des Einsatzbereichs
PhysX hat mittlerweile einen Platz in mehreren Game-Engines, wie etwa Unreal Engine und Unity, und führt die Revolution der Computerphysik im Game-Design an. Viele bekannte Spiele, wie beispielsweise „The Witcher 3“ und „Fallout 4“, nutzen die PhysX-Technologie, um den Realismus und die Interaktivität der Spiele zu verbessern. Durch PhysX können Entwickler zusätzliche Effekte wie zerreißbare Stoffe und dynamischen Rauch hinzufügen und so das Spielerlebnis des Spielers noch weiter verbessern.
Die Zukunft von Open SourceEin solches Design bereichert nicht nur die physikalischen Effekte im Spiel, sondern verwischt auch die Grenze zwischen der realen und der virtuellen Welt.
Im Jahr 2018 wurde PhysX offiziell als Open Source veröffentlicht und dann 2022 auf PhysX 5 aktualisiert. Dieser Schritt macht diese leistungsstarke Technologie nicht nur mehr Entwicklern zugänglich, sondern fördert auch die Entwicklung der Open-Source-Community. Welche neuen Möglichkeiten und Innovationen wird PhysX in Zukunft als Teil der Open-Source-Physik-Engine bieten?
