Quelltext der Seite Physik-Engine

Eine '''Physik-Engine''' ist eine [[Engine|Funktionseinheit der Informationstechnologie]], die zur [[Simulation]] physikalischer Prozesse sowie der Berechnung objektimmanenter Eigenschaften (z.&nbsp;B. [[Impuls]]) dient. Ziele sind eine Vereinfachung der Programmierung und die Vermittlung von realistischen Bewegungsabläufen in einer 3D-Ansicht, beispielsweise soll eine realistische „'''Spielphysik'''“ erzielt werden. Hauptanwendungsgebiete sind moderne [[Computerspiel]]e und Simulationssoftware, sowie in Filmstudios zur Erzeugung von [[Computeranimation|spezial Effekten]].

Dabei geht es nicht immer unbedingt um physikalische Exaktheit. Dies liegt oft an der immensen Komplexität der auf physikalischen Prozessen basierenden Berechnungen. Da in solchen Fällen meist ein Anspruch auf Echtzeitfähigkeit besteht, geht Effizienz vor Exaktheit.

== Arten der Simulation ==
* Physik [[starrer Körper]] ''(rigid body mechanics)''
* nicht elastische Physik mit Deformationen ''(soft body dynamics)''
* Masse-Feder Modelle ''(spring dynamics)'' u.&nbsp;a. als Grundlage der Simulation von Seilen und Stoff (''rope'' bzw. ''cloth'')
* Partikelsysteme u.&nbsp;a. als Grundlage der Simulation von Flüssigkeiten ''(fluid dynamics)'' und Feuer

== Rigid Body Mechanics ==
[[Datei:TokamakScreenshot1.png|miniatur|Open-Source-Physik-Engine Tokamak]]
Die Physik starrer Körper bedient sich der Gesetze der [[Klassische Mechanik|klassischen Mechanik]] (Newtonsche Mechanik). Das zu analysierende System wird mittels [[Differentialgleichung]]en ([[Newtonsche Axiome]]) beschrieben, welches nach Einfügen von Start- und Randbedingungen lösbar ist. Da exaktes Lösen zu aufwändig ist, werden meist [[Näherungsverfahren]] (z.&nbsp;B. [[Runge-Kutta-Verfahren]]) genutzt (siehe [[Starrkörpersimulation]]).

Komplizierter ist die Behandlung von Stößen, da u.&nbsp;a. plötzliche Richtungs- und Impulsänderungen berücksichtigt werden müssen. Man unterscheidet zwischen [[Kollisionserkennung (Algorithmische Geometrie)|Kollisionserkennung]] und -antwort.

== Physik-Engines ==

{| class="wikitable"
! bgcolor="#B3B7FF" | Engine
! bgcolor="#B3B7FF" | Lizenz
! bgcolor="#B3B7FF" | Weblink
! bgcolor="#B3B7FF" | [[Betriebssystem]]
! bgcolor="#B3B7FF" | SDK/Sourcen
|-
| [[Bullet-Physik|Bullet]]
| [[Open Source]]
| [http://www.bulletphysics.com/ bulletphysics.com]
| [[Microsoft Windows|Windows]], [[Linux]], [[Mac OS X]]
|-
|-
| [[Box 2D|Box 2D (2D-Engine)]]
| Open Source
| [http://www.box2d.org/ box2d.org]
| Windows, Linux, Mac OS X
|-
|-
| [[IBDS]]
| Open Source
| [http://www.impulse-based.de impulse-based.de]
| Windows, Linux, Mac OS X
|-
| [[Havok (Software)|Havok]]
| [[kommerziell]]
| [http://www.havok.com Havok.com]
| Windows, Mac OS (ab 4.0)
|-
| [[PhysX]] (vormals NovodeX)
| Open Source
| [http://www.nvidia.com/object/nvidia_physx.html nvidia.com]
| Windows, Linux
| C++, C# (PhysX-sharp)
|-
| [[Karma (Physik-Engine)|Karma]]
| kommerziell
| –
| Windows
|-
| [[Meqon (Physik-Engine)|Meqon]]
| kommerziell
| –
| Windows
|-
| [[Newton Game Dynamics]]
| Open Source
| [http://www.newtondynamics.com Newtondynamics.com]
| Windows, Linux, Mac OS
|-
| [[Open Dynamics Engine]]
| Open Source
| [http://www.ode.org ODE.org]
| Windows, Linux, Mac OS X, [[Unix-Derivat]]e
|-
| [[Tokamak (Physik-Engine)|Tokamak]]
| Open Source
| [http://www.tokamakphysics.com tokamakphysics.com]
| Windows
| C++
|-
| [[True Axis Physics SDK|True Axis]]
| kommerziell
| [http://www.trueaxis.com trueaxis.com]
| Windows
|-
| Phyz (Dax Phyz)
| kostenlos
| [http://phyz.ath.cx phyz.ath.cx]
| Windows
|-
| [[starLiGHT.Engine]]
| kommerziell
| [http://www.starLiGHT-Engine.de starLiGHT-Engine.de]
| Windows, [[Xbox]], [[Windows Phone 7]], [[Silverlight]]
| [[C-Sharp|C#]] / [[Microsoft XNA]]
|-
| [[Step (Software)|Step]]
| Open Source
| https://edu.kde.org/step/
| [[GNU/Linux]]
| C++
|}

Im September 2005 hat ageia Technologies, Inc. den Konkurrenten Meqon übernommen. Somit erfährt die gleichnamige Engine keine Weiterentwicklung mehr, der [[Support (Dienstleistung)|Support]] ist aber gewährleistet. 2007 wurde [[Havok (Unternehmen)|Havok]] von [[Intel]] gekauft. Ageia, der ursprüngliche Hersteller von PhysX wurden 2008 von Nvidia gekauft.<ref>zdnet.de: [http://www.zdnet.de/news/wirtschaft_unternehmen_business_nvidia_kauft_ageia_technologies_story-39001020-39185821-1.htm Nvidia kauft Ageia Technologies], 5. Februar 2008.</ref>

== Physik-Spiele ==
Der Spieler muss in vielen Computerspielen die Physik-Engine im Spiel ausnutzen, um im Spiel voranzukommen. Spiele, die nur daraus bestehen, dass der Spieler Rätsel auf Basis der Physik-Engine löst, werden auch als Physik-Spiele bezeichnet. So muss der Spieler zum Beispiel mit der [[Gravitation|Schwerkraft]], [[Trajektorie (Physik)|Flugbahnen]], [[Reibung]], [[Elastizitätstheorie|Elastizität]], [[Magnetismus]] und [[Hebel (Physik)|Hebelwirkungen]] und unterschiedlichen [[Fluid]]en und [[Gas]]en experimentieren, um Spielfiguren oder Gegenstände auf eine passende Position zu bewegen, bis das [[Level (Spielabschnitt)|Level]] bestanden worden ist.

Bekannte Beispiele hierfür sind [[Angry Birds]], [[Cut the Rope]], [[Wo ist mein Wasser?]], [[Crayon Physics Deluxe]], [[Bridge Constructor]], [[World of Goo]] und [[Crazy Machines]]. Physikspiele werden vor allem als [[Handyspiel|Handy-]] und [[Browserspiel]] veröffentlicht und sind meist den [[Computerspielgenre|Genres]] [[Rätsel]], [[Denkspiele]], [[Geschicklichkeitsspiel]], [[Puzzle]] oder [[Jump ’n’ Run]] zuzuordnen. Spiele wie Angry-Birds werden aufgrund der [[Parabel (Mathematik)|Parabel]]-Form auch als Parabelspiele bezeichnet.<ref>{{Literatur |Autor=Felix Knoke |Titel=Phantastische Physik-Spiele: Wurf, Flug, Mahlzeit! |Sammelwerk=Spiegel Online |Datum=2011-01-22 |Online=https://www.spiegel.de/netzwelt/games/phantastische-physik-spiele-wurf-flug-mahlzeit-a-740309.html |Abruf=2019-09-30}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://androidmag.de/top-listen/die-besten-physik-spiele/ |titel=Die besten Physik-Spiele für Android (Teil 1) |werk=Androidmag |datum=2013-09-01 |abruf=2019-09-30 |sprache=de-DE}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://www.chip.de/artikel/Physics-Games-zum-Download-Spiel-mit-der-Physik-4_140017703.html |titel=Das Spiel mit der Physik: Rollen, werfen und fallen |abruf=2019-09-30 |sprache=de}}</ref>

== Siehe auch ==
* [[Physikbeschleuniger]]

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
{{commonscat|Physics engine}}
* [http://www.christianherta.de/physics.html Simulations- und Spiele-Physik] mit vielen Links
* [http://www.machineering.de/unternehmen/lexikon.html#c152 Definition und Anwendungsbeispiele der Physic Engines im Maschinenbau] mit Links zu YouTube
* [http://www.problemsinelectrodynamics.com/blog/2012/game-physics-mechanics-electrodynamics Bedeutung von Mechanik und Elektrodynamik für Spiele-Physik] mit besonderem Augenmerk auf physikalische Approximationen
* [http://www.thomas-jung.de/juDissFinalOnline.pdf Methoden der Mehrkörperdynamiksimulation als Grundlage für realitätsnahe virtuelle Welten] – Stand der Technik liefert umfassenden Überblick über und detaillierte Einführung in die unterschiedlichen Verfahren der Mehrkörperdynamik-Simulation, umfassende Literaturliste bis 2011

{{SORTIERUNG:Physikengine}}
[[Kategorie:Computerspiel-Entwicklung]]
[[Kategorie:Computerphysik]]