Havok

Havok

Havok,全稱為Havok Game Dynamics SDK,譯作Havok遊戲動力開發包。一般稱為Havok,是一個用於物理(動力學)效應模擬的遊戲引擎,為電子遊戲所設計,注重在遊戲中對於真實世界的模擬。使用撞擊監測功能的Havok引擎可以讓更多真實世界的情況以最大的擬真度反映在遊戲中。它包含PhysX、FX及其他一系列著名的物理模擬與運算引擎,被廣泛地套用於遊戲、軟體和電影當中。

基本介紹

  • 中文名:Havok
  • 用於物理:效應模擬的遊戲引擎
  • 為電子遊戲:設計
  • 注重在遊戲:中對於真實世界的模擬
簡介,組成,Physics,FX,動作引擎,Behavior,Cloth,剛體破壞,AI,引擎,遊戲,軟體,電影,對比,

簡介

人們經常說到的,與PhysX相提並論的Havok物理模擬引擎,只是Havok引擎中的一部分而已。
Havok成立於1998年,總部位於愛爾蘭首都都柏林。2000年在遊戲開發者大會上發布了Havok 1.0 。2.0版本在2003年的遊戲開發者大會上發布;4.5版本在2007年3月釋出,最新版本為5.5 ,引擎基於C/C++語言而成。2007年9月,Intel宣布收購Havok,之後不久,Intel宣布Havok引擎開放原始碼並允許遊戲開發人員免費使用。
Havok專注於遊戲的仿真技術。其包含的Havok Physics物理引擎是物理模擬計算引擎界的領軍者,世界三大物理引擎之首。(排名第二的是nVIDIA PhysX,第三的是Bullet)。
自2000年Havok 1.0版本發布以來,採用Havok引擎開發的遊戲(全平台)已超過280種。由於Havok的開放性以及不依賴特定硬體支持的特點,很多遊戲大作都採用Havok引擎。例如:《瘋狂的麥克斯》、《星際爭霸2》、《暗黑破壞神3》、《激戰2》、《戰地:叛逆連隊2》、《失落的星球2》、《半條命2》(半條命雖然使用source做的,但是source是基於havok引擎的、《細胞分裂》、《生化危機5》、《孤島驚魂2》、《輻射3》、《求生之路》、《正當防衛》、《波斯王子:遺忘之沙》、《爭分奪秒》、《星球大戰:原力釋放2》、《閃點行動:龍之崛起》、《帝國時代3》、《黑道聖徒4》、《熱血無賴》、《現代戰爭4:決戰時刻》等。這與PhysX遊戲都是較為冷門的情況大不相同。
Havok是Intel公司旗下產業,但是仍然與AMD公司保持良好的合作關係;Havok引擎是AMD”開放物理計畫“的核心成員之一(另兩個成員是BulletPixelux DMM),計畫中可以利用AMD Radeon HD4000系列以上的顯示卡進行物理加速計算。不過這項計畫尚在開發中,除了幾個演示DEMO外,尚沒有遊戲支持。

組成

Physics

Havok物理引擎。業界領先的實時碰撞計算和物理仿真解決方案,提供快速高效率的物理模擬計算。被200多個遊戲所採用,且Havok Physics引擎可以運行在Windows、Linux、MAC、XBOX360、Playstation3等全平台上。Havok Physics是整個Havok引擎的基礎。
Havok Physics物理引擎展示Havok Physics物理引擎展示
Havok Physics物理引擎是業界功能最全面的物理仿真解決方案,它可以套用在諸如實時碰撞計算、動力學約束求解、車輛綜合解決方案等領域。
Havok Physics基於CPU計算,尤其是在Intel收購Havok之後,Havok特別針對多核多執行緒CPU進行最佳化。多執行緒CPU的普及以及Havok Physics引擎本身的高效率特點,使得Havok僅僅依靠CPU計算就能達到很好的物理模擬效果。

FX

針對爆炸效果等大計算量的物理模擬,Havok曾經推出過Havok FX引擎。Havok FX引擎也是一種物理模擬計算解決方案,由CPU+GPU聯合計算完成。GPU負責爆炸等大計算量的物理模擬。Nvidia與ATI都曾經與Havok就Havok FX進行過深入的合作。但是Intel收購Havok後,由於Intel本身不能生產獨立的GPU,Havok FX發展就陷入停滯,雖然Intel官方沒有宣布Havok FX引擎下馬,但實際上Havok FX已經被Intel雪藏。
這也就意味著,ATI顯示卡雖然理論上支持Havok FX物理加速,但是由於Havok引擎中GPU計算部分已經停滯發展,所以ATI顯示卡的Havok物理加速只是有槍無彈,缺少遊戲支持。這也是後來AMD啟動“開放物理計畫”的原因之一。

動作引擎

Havok動作引擎。是一種高效靈活的動作開發工具。在全平台上提供經過最佳化的回放和實時融合特性,並能與Havok Physics引擎完美合作,提高遊戲的可玩性。
Havok Animation引擎演示Havok Animation引擎演示
Havok動作引擎的特點包括:高效動畫壓縮和解壓;運動混合;根據速度、方向和重量提供動作控制; 動作緩和曲線支持等。
如果沒有Havok Animation,遊戲中車輪不會轉動,兩腿不會邁開,士兵也不會換彈匣或者蹲、站、跳、臥倒、側傾。最新版的動作引擎帶來流暢的動作,在使用寒霜引擎的ruby demo中,僅ruby臉部就有上百個可動部件,這是前所未有的。值得一提的是很多好萊塢電影大片也是使用Havok Animation。

Behavior

Havok行為引擎。它可以讓遊戲中的虛擬人物學會新的行為、動作、戰術。你是否曾注意到,在一些採用havok的遊戲中,就像《光暈3》和《半條命2》,友好的虛擬人物會轉身面向你,會和你產生互動。敵人則不僅會沖向你開火,他們也會尋找 掩護,在《彩虹6號:盾牌行動》之類的戰術遊戲中,敵人甚至擁有包抄、迂迴等戰術。集成在寒霜引擎中的Havok Behavior更為強大,例如你會看到虛擬人物弓腰通過,攀爬,或者跳過障礙,遇到爆炸物選擇躲避或是撿起來扔回去。

Cloth

Havok布料模擬引擎。Havok Cloth不是說這個引擎只能模擬布匹的物理特性,而是能模擬一切柔性物體。如衣服,裙子,斗篷,外套、頭髮、尾巴、旗幟、橫幅、窗簾、植物等等。
Havok Cloth引擎演示Havok Cloth引擎演示
Havok Cloth的基本特性包括基於物理的布料模擬、多執行緒與平台最佳化、拉伸/阻尼/彎曲等布料行為屬性、基於人物模型的布料創建工具等等。
加入AMD開放物理計畫的Havok引擎,就是這個Havok Cloth引擎。AMD曾經展示過一個由HD4870X2組建的,基於ATI Stream和OpenCL,運用Havok Cloth引擎的演示視頻。

剛體破壞

Havok剛體破壞引擎。這是一種高效的跨平台的剛體破壞仿真引擎。Havok剛體破壞引擎採用Collision Detection碰撞檢測系統,這將有別於以往傳統遊戲中的hitbox系統。適合造成動態破壞。
戰地叛逆連隊2的破壞演示戰地叛逆連隊2的破壞演示
帶來前所未有的高範圍破壞,可完全毀壞遊戲內的所有物體(載具、建築、橋樑、樹木.....)和部分地形
帶來前所未有的高精度破壞,你可以削去飛行中飛機的翅膀或者其他什麼地方,也可以炸壞房屋一角,這一切都不是程式編輯好的,不是調用破壞後的模型和 貼圖,你可以決定破壞什麼部位。
《戰地 叛逆連隊2》使用寒霜引擎渲染,寒霜引擎中集成了內部版本的Havok Destruction 2.0版本。這使得遊戲中高達99%的建築都可以被破壞掉。

AI

Havok人工智慧引擎。在2009年遊戲開發者大會上,Havok展示了Havok引擎家族的新成員:Havok人工智慧引擎。
Havok AI可以幫助遊戲開發者更好的進行遊戲中人工智慧的開發,藉助Havok AI SDK開發者可以更容易的設計出更出色、聰明的遊戲角色。比如這套工具就包含自動路徑搜尋功能,可以讓遊戲角色迅速、動態的自主進行路徑規劃。在GDC2009上就展示了一段,士兵躲避著炮火自動搜尋安全路徑穿過道路的片段,給與會者留下了很深的印象。此外,它還包括各種通用件的組合、網路化的智慧型集成等。

引擎

遊戲

比較著名的Havok引擎遊戲包括:《阿拉瑪王國:懲罰》《戰地3》、《極品飛車:亡命天涯》《星際爭霸2》、《暗黑破壞神3》、《戰地:叛逆連隊2》、《上古捲軸4》、《馬克思 佩恩2》、《光暈3》、《半條命2》、《細胞分裂》、《生化危機5》、《F.E.A.R》 、《孤島驚魂2》、《輻射3》、《阿凡達》、《求生之路》、《正當防衛》、《波斯王子:遺忘之沙》、《孢子》、《爭分奪秒》、《紅色派系:游擊戰》、《失落的星球2》《現代戰爭4決勝時刻》等。
《紅色派系》中由Havok生成的物理特效《紅色派系》中由Havok生成的物理特效
目前為止,在全平台上,共有353種遊戲使用Havok引擎。超過了PhysX的309種。Havok仍然是物理模擬引擎界的領軍者。
其中PC平台的Havok遊戲共163個。
下面為全平台Havok引擎遊戲列表:
遊戲名稱
遊戲平台
Havok引擎類型
遊戲名稱
遊戲平台
Havok引擎類型
反恐24小時
PS2
Physics
50美分:防彈
XBOX,PS2
Physics
速度與激情之A2狂飆
PC
Physics
超級兵工廠
XBOX 360
衝破火網:黑鷹
PSP
Physics
特工雨果
PS2
Physics
特工雨果:滾滾滑板
PC,PS2
Physics
心靈殺手
XBOX 360
Animation, Physics
鬼屋魔影
PC,Xbox 360,PS2,PS3,Wii
Physics
美國陸軍2:真實戰士
XBOX 360
Physics
天空3
Xbox 360
Physics
Amsterdam Taxi Madness
PC
Physics
別惹螞蟻
PC,PS2,Wii
武裝與危險
PC,Xbox360
Physics
刺客信條
PC,Xbox360,PS3
Animation, Physics
刺客信條2
PC,Xbox360,PS3
Animation, Physics
鐵臂阿童木
PS2
Physics
末日戰車
PC
Physics
後院摔角
Xbox,PS2
Physics
後院摔角2
Xbox,PS2
Physics
班卓熊:神奇螺絲
Xbox 360
Physics
Xbox360,PS3
Physics
Xbox360,PS3
Destruction
PC,XBox360,PS3
Destruction
BEN10:外星神力維爾加科斯的攻擊
Xbox360,PS2,Wii,PSP
Physics
古羅馬猛將傳
PS2
Physics
諾曼第任務:突襲柏林
PC
Physics
生化奇兵
PC,Xbox 360
Animation, Physics
生化奇兵2
PC,Xbox 360,PS3
Animation, Physics
黑暗地帶:51區
PC,Xbox360,PS3
Animation, Physics
轟炸方塊
Wii
Physics
轟炸方塊:猛擊聚會
Wii
Physics
球瓶終結者
PC
Physics
戰火兄弟連:進軍30高地
PS2
Physics
野獸傳奇
Xbox360,PS3
Animation, Physics
坎貝拉獵人:2010
Xbox360,PS3
Physics
遊戲狂歡節
Wii
Physics
遊戲狂歡節:迷你高爾夫
Wii
Physics
汽車總動員
PSP
Physics
名人體育
Wii
Physics
英雄連
PC
英雄連:抵抗前線
PC
Physics
柯南
Xbox360,PS3
Animation, Physics
死刑犯2:充血
Xbox360,PS3
Physics
死刑犯:罪惡起源
PC,Xbox360
卡羅琳
PS2,Wii
Physics
除暴戰警
Xbox 360
Physics
除暴戰警2
Xbox 360
Physics
古惑狼賽車
Xbox,PS2
Physics
但丁地獄
Xbox 360,PS3
魔法門之黑暗彌賽亞
PC,Xbox 360
暗黑血統
Xbox 360,PS3
聖劍傳說4
PS2
Physics
顏料寶貝
Wii
Physics
喪屍圍城
Xbox 360
Physics
死亡空間
PC,Xbox 360,PS3,PSP
Physics
致命生物
Wii
Physics
死亡風暴海盜
Physics
紐約街頭教父:偶像
Xbox 360,PS3
Physics
惡魔之魂
PS3
Animation, Physics
賞金奇兵2:庫鉑復仇
PC
Animation, Physics
毀滅全人類2
PC,Xbox,PS2
Physics
毀滅全人類:解放威廉
Wii
Physics
殺出重圍:隱形戰爭
PC,Xbox
Physics
天災:危機之日
Wii
Animation, Physics
迪斯尼公主:魔法世界
PS2,Wii
Physics
DJ英雄
Xbox 360,PS3
Cloth
龍與地下城Online:風暴來臨
PC
Physics
EA遊戲廣場
Wii
Physics
頑皮小鬼混亂大冒險
PC,Xbox,PS2
Physics
緊急出動
PS2,Wii
Physics
歐洲暴力賽車
PC
Physics
屍變重生
PC,Xbox,PS2
Physics
極度恐慌:機密檔案
PC,Xbox,PS3
Physics
極度恐慌2:起源計畫
PC,Xbox 360,PS3
Physics
神鬼寓言2
Xbox 360
Animation, Physics
PC,Xbox 360,PS3
Animation, Physics
PC,Xbox 360,PS3
Animation, Physics
異魂傳承
PS3
巔峰破碎
Xbox 360,PS3
Animation, Physics
俄羅斯之戀
Xbox,PS2
全能戰士:十錘
PC
Physics
全能戰士
PC,Xbox,PS2
Physics
George of the Jungle: Search for the Secret
PS2,Wii
Physics
高山滑雪
PS3
戰斧:野獸騎士
Xbox 360,PS3
Animation, Behavior, Physics
黃金眼:黑幫情報員
Xbox,PS2
吉他英雄5
Xbox360,PS3
Animation, Physics
吉他英雄街機版
PC
Animation, Physics
PC,Xbox360,PS3
Animation, Physics
吉他英雄世界巡演
PC,Xbox 360,PS3
Animation, Physics
吉他英雄:金屬樂隊
PC,Xbox 360,PS3
半條命2:橙盒版
PS3
Physics
PC,Xbox
Physics
Xbox 360
Physics
光暈3:地獄空降兵
Xbox 360
Physics
光環戰爭
Xbox 360
Physics
快樂大腳
PC,PS2,Wii
Physics
遊戲名稱
遊戲平台
Havok引擎類型
遊戲名稱
遊戲平台
Havok引擎類型
哈雷機車:漫遊世界
PC
Physics
哈雷機車:極速之輪
PC
Physics
PC,Xbox,PS2,PSP
PC,Xbox 360,PS3,Wii
Animation, Physics
天劍
PS3
Animation, Physics
暴雨
PS3
Cloth,Physics
暗黑之門:倫敦
PC
Animation, Physics
南北戰爭:秘密任務
PC,Xbox 360,PS2,PS3
Physics
決戰太平洋
PC,Xbox 360,PS3
Physics
瘋狂改裝車賽
PC
Physics
卡通賽車
PS2
Physics
虎克之炮艦巡航
PC,PS2
Physics
我是一個輻射突變異性
PC
Physics
IHRA拖車大賽:運動家版
PC,Xbox,PS2
Physics
職業拖車大賽2005
PS2
Physics
印第安納瓊斯與皇杖
PS2,PSP,Wii
Physics
頭文字D:山口復仇
PC
Physics
PC,Xbox 360,PS3,PS2,Wii
Animation, Behavior, Physics
Xbox360,PS3
PC,Xbox360,PS3
Animation, Physics
侏羅紀:獵物
Xbox360,PS3,Wii
Physics
PC,Xbox 360,Xbox,PS2
Physics
PC,Xbox 360,PS3
Physics
殺戮地帶2
PS3
Physics
殺戮地帶:解放
PSP
Physics
PC,PS2
Physics
霹靂遊俠
PC,PS2
Physics
PC,Xbox 360
Physics
PC,Xbox360
Physics
虛擬樂高積木
PC
Physics
倫敦賽車手
PC
Physics
倫敦賽車手2
PC
Physics
倫敦賽車手:瘋狂破壞
PC
Physics
倫敦賽車手:警察也瘋狂
PC
Physics
倫敦賽車手:世界錦標賽
PC
Physics
華納群星總動員:超級兵工廠
Xbox 360
魔戒:第三紀元
Xbox,PS2
Physics
PC,Xbox,PS3
Destruction
失落星球:極限狀態
PC,Xbox360,PS3
Destruction
馬達加斯加2:逃往非洲
Xbox360,PS2,PS3,Wii
Animation, Behavior, Physics
瘋狂世界
Wii
Animation, Physics
大規模行動
PS3
美國漫畫英雄:復仇女神
Xbox,PS2,PSP
Physics
漫畫英雄超級戰隊
PS2,Wii,PSP
Physics
漫畫英雄終極聯盟2
Xbox 360,PS3
Animation, Physics
馬克斯 佩恩2
PC
Physics
榮譽勳章:英雄
PSP
榮譽勳章:先遣部隊
PS2,Wii
Physics
榮譽勳章:英雄2
Wii,PSP
Physics
PC
Physics
PC,Xbox360,PS2,PS3
Animation, Physics
僱傭兵
Xbox,PS2
Physics
微型機器4
PC,PSP,PS2
Physics
午夜狂飆:改裝車大賽
PC
Physics
北美職業棒球超明星
Wii
Physics
摩登大賽車
PS3
Animation, Physics
怪獸屋
PS2
Physics
真人快打:少林武僧
Xbox,PS2
Physics
機車風暴
PS3
Animation, Physics
機車風暴:太平洋裂縫
PS3
Animation, Physics
我的模擬人生
PC,Wii
Physics
我的模擬人生:王國
Wii
Physics
我的模擬人生:賽車
Wii
Physics
NBA09:深入比賽
Xbox 360,PS3
Animation, Physics
PC
Physics
PC,PS2,PS3,Xbox 360,Wii,PSP,iPhone
Physics
寵物大冒險2
PSP
忍者之刃
Xbox 360
Animation, Physics
Novastrike
PS3
世界彩彈錦標賽2009
Xbox360,PS2,PS3,Wii
Animation, Physics
PC,Xbox360,PS3
Animation, Physics
籬笆牆外
PC,Xbox,PS2
Physics
痛楚
PS3
Animation, Physics
PC
恐懼殺手:地獄之戰
PC,Xbox
Physics
恐懼殺手:嗑藥過量
PC
Physics
魔域反攻
PC,Xbox,PS2
Physics
完美特工:零
Xbox 360
Physics
森林尋寶曆險記
PC,Xbox,PS2
Physics
51號星球
Wii
Physics
Power Rangers Dino Thunder
PS2
Physics
PC,Xbox 360,PS3
Physics
PC,Xbox 360,PS3
Physics
超能力戰警
Xbox PS2
Physics
彩虹六號:迫在眉睫
Xbox,PS2
Xbox 360,PS3,PSP
PC,Xbox360,PS3
Animation, Physics
安魂曲
PC
PC,Xbox360,PS3
Physics
生化危機:暗黑編年史
Wii
Physics
Ringling Bros. and Barnum & Bailey Circus
Wii
Physics
機器人大擂台
Xbox,PS2
Physics
PC
Physics
太空堡壘:入侵
Xbox,PS2
Physics
室內狂飆
Xbox
Physics
黑道聖徒
Xbox360
秘密特工:終極犧牲
PC,Xbox360,PS2
Physics
PC,Xbox360
Physics
Xbox360,,PS3
Physics
Xbox360,PS3
Physics
Xbox360,PS3,PC
Physics
WIIU,PC
Physics
XBOX ONEPS4,PC,NS
Physics
Wii,PS2
Physics

軟體

3ds MAX、Adobe Atmosphere、Virtools等。

電影

特洛伊》《黑客帝國》等。

對比

Nvidia顯示卡用戶應該會有印象,只要打開PhysX模式,遊戲就會卡,特別是最早的那個尖峰戰士2的物理島關卡,不管你是不是在 做什麼大事,就算呆著不動也卡,這是因為physx是以API實現的,是一個外部外掛程式,不能和遊戲引擎完美的結合起來,需要不斷的檢測你有沒有觸發每一個 條件,這需要大量的浮點運算,所以浮點運算能力強的顯示卡運算起來只是費勁,CPU模式打開它就只有個位數的幀了.而且physx只能執行nv官方提供的幾 套算法,自由度不高.
而havok是一套功能豐富的遊戲開發組件,開發者可以根據需要把其中幾項功能封裝到自己引擎的底層,由於是CPU運算X86指令集,還能執行很多開發者 自己發明的代碼,工作模式是引擎內部的觸髮式,所以有些情況下會看到你都看到BFBC2裡面炮彈擊中牆了幾毫秒,牆才碎有延遲.如果你不斷的同時擊碎什麼 東西,就不會有延遲了,因為遊戲會自動切換到一個觸發頻率高的模式.有些havok遊戲默認就工作在這個模式
大多數遊戲用的都是 havok的同一套剛體力學模擬破壞系統,布料/頭髮的柔體力學模擬&氣動方面的 流體力學模擬外掛程式都沒發揮出來
在破壞的精度上,havok和physx是一樣的,都可以精確到未來10年也發揮不出來的級別,不過兩者在實際套用中發揮出的功力都不行.實現方法都是將一個物體劃分為若干個碰撞模組,每個模組可以分別被從這個物體的整體上擊碎下來,然後這個碎塊還繼續帶有碰撞檢測屬性. 一般遊戲裡會設定他們幾十秒後自動消失,而《戰地 叛逆連隊2》里幾乎立刻沒了
理論能達到的程度就是對著一個模型人開一槍,可以射出一個有空腔的洞,而不是將模型人擊碎成幾塊,或者在螢幕上消失.這需要模型人由幾十萬個碰撞檢測模組 組成
最重要的就算physx這種靠api實現的算法,在不同api的硬體上無法實現,不適合製作多人遊戲,總不能你N卡可以看到一堵牆碎成粉末但是A卡用戶只是看到牆體憑空消失吧?
同樣是havok,版本也千差萬別,而physx不同版本區別不大,而且havok不光是 物理模擬,是一整套遊戲開發組件,包括AI(行為),動作等在內的都有涉及

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