Détection de collision continue : choisir une politique face à l'effet tunnel

L'intervalle entre deux échantillons

Les vérifications de collision discrètes n'observent que certaines poses de la simulation. Si un objet rapide traverse un obstacle mince entre deux de ces observations, aucune des deux positions n'a besoin de chevaucher l'obstacle. Cette défaillance s'appelle l'effet tunnel (tunnelling). Avant de supposer qu'augmenter le nombre d'itérations du solveur corrigera la détection, analysez l'intervalle de déplacement et la configuration des collisions.

Deux familles de CCD

La détection de collision continue (CCD) prend en compte les collisions entre les pas de temps, en général au prix d'un coût de calcul supplémentaire. [1] Les approches par balayage cherchent un instant d'impact le long du mouvement. Les approches spéculatives créent des contacts préventifs à partir du mouvement prédit ; PhysX documente, pour ces approches, un comportement et des limites différents en matière de mouvement angulaire. [2] Leur couverture n'est pas interchangeable avec celle d'un shape cast quelconque.

Exemple détaillé

À titre d'illustration, une sphère de rayon 0.02 m se déplace à 30 m/s avec un pas de temps de 0.02 s. Son centre parcourt 0.6 m par pas. Un mur de seulement 0.05 m d'épaisseur peut se trouver entièrement entre son volume de départ et son volume d'arrivée. Cela établit un cas plausible de contact manqué, et non un seuil de vitesse universel pour activer la CCD.

Placez le mur à 0.3 m devant le centre de départ et enregistrez la trajectoire prévue. Testez une configuration capable de balayage, une configuration spéculative et des pas de simulation plus petits, avec des conditions initiales identiques. Vérifiez si la sphère s'arrête, rebondit ou perd une partie de son mouvement prévu. Ajoutez ensuite une barre en rotation : ne tester que des sphères en translation laisserait la couverture angulaire inexaminée.

Démarche de mise en œuvre

Classez les objets selon leur conséquence en gameplay : un projectile infligeant des dégâts, un véhicule et des débris inoffensifs n'ont pas à partager la même politique. Confirmez les formes prises en charge, les modes de corps, les filtres de paires de collision et les paramètres au niveau de la scène dans la version réelle du moteur. Décidez si ce sont la réponse physique aux collisions ou un balayage de gameplay explicite qui gèrent les impacts de projectiles ; sinon, les deux risquent d'infliger des dégâts.

Mesurez le coût des collisions lors de mouvements rapides groupés, et pas seulement avec un projectile isolé. Relevez les impacts manqués, les contacts précoces inattendus, le coût de simulation et les impacts répétés au sein d'un même pas. Utilisez la même échelle de scène et les mêmes dimensions d'objets que dans le contenu de production. Conservez un cas reproductible pour chaque modification de configuration.

Limites et comportement de repli

Des sous-pas supplémentaires réduisent la distance parcourue par échantillon, mais ils coûtent plus de calcul et n'établissent pas de garanties de collision universelles. Les méthodes par balayage dépendent du mouvement qu'elles modélisent ; les méthodes spéculatives peuvent introduire des contacts qui ne deviendraient pas de vrais impacts. Les budgets de traitement limités comptent aussi. [2]

Définissez explicitement le repli acceptable : s'arrêter au premier impact, continuer à travers un nombre borné de rebonds, ou utiliser une requête de trajectoire propre au gameplay. Testez séparément la géométrie fine, les cibles mobiles, la rotation et les changements brusques de vitesse. Le choix de la CCD fait partie de la conception du mouvement ; ce n'est pas simplement un réglage global de qualité.

Sources

[1] Continuous collision detection — documentation Unity.

[2] Advanced collision detection — documentation NVIDIA PhysX.