게임과 VR용 멀티코어 강체 물리 라이브러리
수백 개의 물체가 동시에 움직이는 게임 장면에서 물리 계산이 메인 스레드를 막지 않고 배경에서 처리되는 모습을 상상해 보세요. Jolt Physics는 게임과 VR 애플리케이션을 위한 강체 물리 및 충돌 감지 라이브러리입니다. Horizon Forbidden West와 Death Stranding 2: On the Beach 같은 대형 타이틀에서 사용된 이 도구는 복잡한 물리 시뮬레이션을 효율적으로 처리합니다.
메인 스레드와 병렬로 동작하는 설계
기존 물리 엔진들이 가진 병렬 처리의 한계를 해결하기 위해 설계되었습니다. 물리 데이터에 대한 접근이 메인 시뮬레이션 업데이트와 동시에 이루어지도록 최적화되어 있습니다. 배경 스레드에서 물체를 배치하거나 충돌 쿼리를 실행할 때 잠금(locking) 없이 처리하며, 성능에 미치는 영향을 최소화합니다. 충돌 검사는 광범위한 초기 검사(broad phase)와 정밀한 세부 검사(narrow phase)로 나뉘어 병렬로 실행됩니다. 이를 통해 내비게이션 메시 생성처럼 시간이 오래 걸리는 작업을 여러 프레임에 걸쳐 분산 처리할 수 있습니다.
다양한 물체와 제약 조건 지원
구, 박스, 캡슐, 원뿔, 시린더, 볼록 껍질, 평면, 복합체, 메시, 지형 등 다양한 형태의 강체를 지원합니다. 고정, 점, 거리(스프링 포함), 힌지, 슬라이더, 원뿔, 랙 앤 피니언, 기어, 풀리, 스무스 스플라인 경로, 스윙-트위스트(인체 어깨용), 6 DOF 등 다양한 제약 조건을 제공합니다. 모터로 제약 조건을 구동할 수 있으며, 센서(트리거 볼륨)와 애니메이션 래그돌도 지원합니다. 캐릭터 시뮬레이션은 캡슐 기반 강체 캐릭터와 가상 캐릭터 두 가지 방식을 제공합니다. 차량 시뮬레이션은 바퀴식, 궤도식, 오토바이를 지원하며, 소프트 바디 시뮬레이션과 GPU 기반 헤어 시뮬레이션, 수력 부력 계산도 가능합니다.
플랫폼 및 컴파일러 요구 사항
Windows, Linux, FreeBSD, Android, macOS, iOS, MSYS2 MinGW64, WebAssembly, 그리고 특정 게임 콘솔(Platform Blue)을 지원합니다. x86/x64 아키텍처에서는 SSE2가 최소 요구 사항이며, SSE4.1, SSE4.2, AVX, AVX2, AVX512로 컴파일할 수 있습니다. ARM64(AArch64)에서는 NEON을 사용하며 Armv8-A와 호환됩니다. ARM32(AArch32)에서는 특수 CPU 명령어를 사용하지 않습니다. Visual Studio 2022 이상, Clang 16 이상, GCC 12 이상에서 컴파일되며 C++ 17을 사용합니다. 표준 템플릿 라이브러리만 의존하며 RTTI와 예외를 사용하지 않습니다.
적합한 프로젝트와 확인 사항
게임이나 VR 시뮬레이션에서 물리 엔진을 직접 구현하거나 기존 엔진의 병렬 처리 성능이 부족할 때 적합합니다. 결정론적 시뮬레이션을 통해 입력만 복제하면 원격 클라이언트에 시뮬레이션을 복제할 수 있어 네트워크 게임에 유리합니다. 다만, 이 라이브러리는 실제 세계의 강체 동작을 근사치로 시뮬레이션하므로 게임이나 VR 용도로 주로 사용해야 합니다. MIT 라이선스로 배포되어 상업적 사용이 가능합니다. C, C#, Java, Kotlin, JavaScript, Rust, Python, Zig, Jai 등 다양한 언어 바인딩이 제공되며, Godot, Source Engine, Unreal Engine과 같은 엔진 통합 플러그인도 존재합니다. 대규모 변경을 기여할 경우 GitHub Discussion에서 먼저 논의하고 Contributor Agreement에 동의해야 합니다.