LegitParticles：LegitVulkanを用いたシンプルなAVDB拘束ベース動力学ソルバー

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LegitParticles：LegitVulkanを用いたシンプルなAVDB拘束ベース動力学ソルバー

LegitParticles：LegitVulkanを用いたシンプルなAVDB拘束ベース動力学ソルバー

LegitParticlesは、LegitVulkanを基盤とした拘束ベースの動力学ソルバーであり、AVDB（Adaptive Voxelized Distance Buffer）を活用して粒子シミュレーションの物理挙動を効率的に計算します。C++で実装されており、シンプルながらもリアルタイム性を意識した設計で、物理シミュレーションやグラフィックス分野での応用が期待されます。軽量かつ拡張性の高い構造が特徴です。

https://github.com/Raikiri/LegitParticles

概要

LegitParticlesは、Raikiri氏が開発したC++製の拘束ベース動力学ソルバーで、LegitVulkanを活用してGPU上で効率的な粒子シミュレーションを実現します。AVDB（Adaptive Voxelized Distance Buffer）という技術を用いることで、複雑な衝突判定や拘束条件を高速に処理し、物理現象のリアルな再現を目指しています。動力学における拘束問題を解くためのシンプルかつ実用的な実装が特徴で、ゲームやシミュレーション、研究開発の基盤として利用可能です。

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主な特徴

  • AVDBを活用した拘束ベース粒子動力学ソルバーの実装
  • LegitVulkanを用いた高効率なGPU計算対応
  • シンプルで拡張性の高いC++コードベース
  • 粒子シミュレーションにおける衝突判定や拘束条件のリアルタイム処理

技術的なポイント

LegitParticlesの最大の技術的特徴は、AVDB（Adaptive Voxelized Distance Buffer）を用いた拘束ベースの動力学ソルバーという点にあります。AVDBは、空間をボクセル単位で分割し、距離場を効率良く管理する技術で、衝突判定や接触解決の計算負荷を大幅に削減します。これにより、多数の粒子が相互作用する複雑なシーンにおいても、高速かつ正確な動力学計算が可能になります。

LegitParticlesは、LegitVulkanというVulkanベースのグラフィックス・計算APIラッパーを活用しており、GPUの並列処理能力をフルに引き出せる設計が施されています。これにより、CPU負荷を抑えつつリアルタイムの物理計算を実現しており、特にゲームエンジンやインタラクティブなシミュレーション環境への組み込みに適しています。

拘束ベースのソルバーとしては、粒子間の距離や位置の拘束条件を数値的に解くために、反復的な制約解消アルゴリズムを用いています。シンプルな実装ながら、拡張性が高く、異なるタイプの拘束条件や物理モデルの追加も比較的容易です。また、C++で構成されているため、他の物理エンジンやグラフィックスライブラリとの連携もスムーズに行えます。

このリポジトリはスター数こそ多くはありませんが、その設計思想や実装手法は、粒子ベース物理シミュレーションの学習や研究、プロトタイプ開発において大変参考になる内容です。実際の挙動を試しながらコード構造を理解できるため、物理エンジン開発の入門としても有用と言えます。

まとめ

LegitParticlesは、AVDBとLegitVulkanを組み合わせたシンプルで効率的な粒子動力学ソルバーです。