Havok 物理引擎教程

物理引擎Havok教程(一)搭建开发环境网上关于Havok的教程实在不多，而且Havok学习起来还是有一定难度的，所以这里写了一个系列教程，希望能够帮到读者。

这是第一期。

一、Havok物理引擎简介Havok引擎，全称为Havok游戏动力开发工具包（Havok Game Dynamics SDK），一般称为Havok，是一个用于物理系统方面的游戏引擎，为电子游戏所设计，注重在游戏中对于真实世界的模拟。

使用碰撞功能的Havok引擎可以让更多真实世界的情况以最大的拟真度反映在游戏中。

开发商Havok成立于1998年，目前Havok物理引擎被超过200款游戏使用，许多电影也应用了这家公司的软件技术。

2007年9月Havok被Intel收购，为了和NVIDIA的PhysX竞争，Intel在去年的（08年）免费开放了Havok的Physics和Animation组件，内容包括Havok SDK库、样例、技术文档以及支持Maya、3ds Max和Avid XSI等3D建模软件的格式转换工具。

按照Havok的授权文档，即使使用它开发商业游戏也是不需要付费的，这对国内的爱好者应该是一个好消息。

同PhysX相比，个人觉得，Havok无论在稳定性还是功能上，都要略胜一筹。

NVIDIA 的PhysX在硬件加速上，暂时领先，但随着AMD加入到Havok硬件加速的开发，未来Havok 的功能肯定会更加的强大。

二、Havok开发环境的搭建1.安装SDK首先，到Havok的官网下载SDK，/sites/havok/，填写自己的姓名和邮箱，注册后即可下载。

Content Tools是内容工具，包括一些3D建模软件的导出工具。

Behavior Tool是给游戏美工或设计师用的角色编辑工具，具有所见即所得的功能。

对程序员来讲最重要的就是SDK了，我下载的是6.0.0这个版本。

因为Intel只开放了物理和动画两个组件，所以下载的SDK是只包含这两个组件，其他的如布料(Cloth)和破坏(Destruction)还是需要付费才能使用。

Havok SDK使用的是C++语言，开发环境是Visual Studio，我用的版本是2005。

Demo目录下面是SDK的样例程序和源代码，Docs是文档，包括chm和pdf两种格式。

Lib是链接库，库分为Debug和release及动态链接和静态链接。

Source下面是SDK 的包含文件。

Tools下面是工具，包括了Visual Debugger这个可视化调试器。

2.设置Visual Studio这里以我使用的Visual Studio 2005为例。

头文件包含目录的设置。

打开Visual Studio 2005，依次选择工具-》选项-》项目与解决方案-》VC++目录选择包含文件，添加新的一行，路径指向Havok SDK安装目录的Source目录。

建议建立一个叫HAVOK_HOME的环境变量，这样可以避免使用绝对路径。

库目录不能在这里设置，而应该为debug和release版本设置不同的库包含目录。

因为不论是debug还是release，它们的库名都是相同的。

你可以打开Demo/Demos下面的工程，看看它是如何设置为不同版本设置链接包含目录的。

三、第一个Havok程序这里以SDK自带的一个控制台演示程序为例，使用Visual Debugger来观察Havok 的具体效果。

首先运行Tools\VisualDebugger目录下的Visual Debugger程序，使用它我们可以观察到Havok实际运行的效果，而省去渲染步骤，而且可以把场景记录下来，供以后观看。

演示程序在Demo\StandAloneDemos\ConsoleExampleMt目录下，这个程序模拟一个快速运动的刚体，撞击墙壁的效果。

运行它，然后就可以在VisualDebugger中看到实际的效果了。

好了，第一期教程就是这样。

下期会接触到具体的编码问题。

如果你有任何问题，欢迎和我交流，我的邮箱songnianhu@,博客/shangguanwaner,下期再见。

物理引擎Havok教程(二)Havok基础库简介Havok的SDK可以说比较复杂，并不是适合用来学习。

拿它用来演示效果的Demo 程序的框架来说，它的实现实在是非常的神秘，初学者一开始就接触海量的代码，估计会很大的挫伤积极性。

所以为了降低大家学习的难度，我在做教程的时候会主要使用实际的代码来介绍SDK的各种特性，代码编写时我会尽量的简洁和通俗一点。

示例代码我会整理好，提供链接，供大家下载。

觉得好的话，大家要支持啊！Havok SDK可以分为三大部分，Havok基础库、Havok物理组件、Havok动画组件。

基础库，为Havok的其他组件提供了通用功能的支持，Havok物理组件负责实时的刚体模拟，Havok动画组件负责处理骨骼和角色动画，与物理组件配合，可以实现强大的角色动画控制功能。

关于Havok SDK的代码习惯，这里要说明一下，Havok SDK所有的类名基本上都以hk*开头，然后后面跟一个字符表示它所属的组件，例如，hkpWorld，说明它属于物理组件(Havok Physics)，hkaBone,说明它属于动画组件(Havok Animation)，hk后不跟一个表示组件的字符，则表明它是Havok基础库的一部份。

Havok基础库Havok基础库定义了一些基本的数据类型和容器类，它还包括与平台无关的接口，用于访问操作系统的资源，比如内存管理、时钟等。

基础库中的许多类都可以修改或者替换，这样通过提供的源代码，你可以灵活地扩展基础库的功能。

不过有些部分，因为编译进了Havok库，所以不能被替换，包括那些有内联函数的容器类，还有config目录下面的构造配置选项(它保存了在编译Havok库时的配置，对它进行任何更改，都需要重新构建整个Havok库)。

使用基础库，只需要简单的包含hkBase.h即可。

hkBase.h内，还定义了一些最基本的数据类型，比如浮点型(hkReal),有符号和无符号整形等等。

1. Havok基本系统1.1 Havok的初始化hkBaseSystem类负责创建所有Havok子系统。

这些子系统中大部分都是单态类(singleton)，各自都有特定的功能，比如内存管理、错误处理、流处理。

这些类的主要接口是init和quit方法。

调用init方法来初始化Havok子系统。

static hkResult HK_CALL init( hkMemory* memoryManager,hkThreadMemory* threadMemory,hkErrorReportFunction errorReportFunctionvoid* errorReportObject = HK_NULL );参数memoryManager,是一个将被Havok在内部使用的内存管理器的实现。

这个参数允许你在初始化的过程中指定内存管理器而不必重新构建hkBase。

Havok本身提供了许多默认的内存管理器的实现，如果没有特殊要求的话，就可以使用它们。

当然，你也可以实现自己的一个内存管理器，Havok推荐使用hkPoolMemory类。

这个内存管理器的实现以及其他的可用的实现可以在<hkbase/memory/impl>目录下面找到。

参数threadMemory，是当前线程的内存管理器，它可以用于优化内存分配和释放的性能。

如果你传入了HK_NULL作为参数，默认的，hkBaseSystem::init()会为你创建一个hkThreadMemory实例。

errorReportFunction和errorReportObject参数被Havok的错误处理器使用，错误处理器主要负责处理断言、错误、警告，或者在引擎内部报告这些事件的发生。

默认的错误处理器是<hkBase/hkerror/hkDefaultError.h>，它只是简单的调用errorReportFunction打印错误消息。

下面举一个使用hkPoolMemory初始化hkBaseSystem的代码示例：#include <Common/Base/System/hkBaseSystem.h> // include for hkBaseSystem#include <Common/Base/Memory/Memory/Pool/hkPoolMemory.h> // hkPoolMemory extern "C" int printf(const char* fmt, ...); // For printf, used by the error handler// Stub function to print any error report functionality to stdout// std::puts(...) could be used here alternativelystatic void errorReportFunction(const char* str, void* errorOutputObject){printf("%s", str);}{...hkBaseSystem::init( new hkPoolMemory(), HK_NULL, errorReportFunction ); ...}hkBaseSystem还有一个quit方法，它退出内存系统并销毁所有的hkSingleton实例。

1.2 Havok多线程模式的初始化和PhysX不同，Havok现阶段采用的是CPU计算，所以Havok采用了多线程来提高性能。

Havok使用的每一个线程，都有它自己的hkThreadMemory内存管理器，必须在线程开始时初始化，线程结束时销毁。

hkThreadMemory可以用于在销毁和重分配内存时缓存内存块。

下面的代码演示在主线程中的初始化。

hkMemory* memoryManager = new hkPoolMemory();hkThreadMemory threadMemory(memoryManager, 16);hkBaseSystem::init( memoryManager, &threadMemory, errorReportFunction ); memoryManager->removeReference();1.2 管理Havok对象Havok使用引用计数来管理对象。

hkBaseObject是所有Havok类的基类，只有虚函数。

hkReferencedObject是hkBaseObject的子类，他是Havok对象管理的最基本单元，刚体(Rigid bodies)、约束(constraints)和动作(actions)都是hkReferencedObject。