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PhysX 컨스트레인트 참고서
문서 변경내역: James Golding 작성. 홍성진 번역.
개요
Constraint(제약, 컨스트레인트)란 기본적으로 Joint(관절, 조인트)의 다른 이름입니다. 이를 통해 두 Rigid Body(강체, 리짓 바디)를 하나로 연결시키고, 제한이나 힘을 가하거나 할 수 있습니다. 언리얼 엔진 3는 매우 유연한 데이터-주도 컨스트레인트 시스템을 통해, 디자이너도 다양한 유형의 조인트를 옵션 변경만을 통해 쉽게 만들어 낼 수 있습니다. 엔진에 다양한 조인트 유형이 (볼-앤-소켓, 힌지(경첩), 프리즈매틱(직선축)) 내장되어 있기는 합니다만, 근본적인 차이점은 세팅 뿐입니다. 고로 아무 조인트 유형으로든 시작해서 자체 환경설정을 통해 만들어 가면 됩니다.
공용 설정과 인스턴스별 설정
설정은 두 부분으로 나뉩니다. 어떤 조인트의 모든 인스턴스에 공유되는 것과 각 인스턴스에 고유한 것입니다. 예를 들어 조인트의 제한같은 것은 조인트의 모든 인스턴스에 똑같이 설정할 수 있지만, 다양한 모터의 설정은 각기 다를 수 있습니다. 공용 속성은 RB_ConstraintSetup 오브젝트에, 인스턴스별 속성은 RB_ConstraintInstance 오브젝트에 보관되어 있습니다. PhAT에서 'I' 키( 또는 툴바 버튼 'i')를 눌러 선택된 조인트에 대한 이 설정간의 토글이 가능합니다.강성 및 감쇠
컨스트레인트의 여러 곳에서 스프링의 작동 방식을 제어하는 'stiffness'(강성) 및 'damping'(감쇠) 파라미터를 설정할 수 있습니다. 이는 자동차 서스펜션(완충장치)의 스프링과 오일 피스톤 사이의 관계를 떠올려 보시면 되겠습니다. 스프링(강성)은 자동차가 기본 및 평형 상태로 되돌아가기 위해 필요한 힘의 크기를 제어하며, 오일(감쇠)은 어떠한 동작을 약해지게 하는 역할을 합니다. 강성은 조금 있는데 감쇠가 전혀 없다면 계속 위아래로 진동할 뿐 결코 진정되지 않습니다. 감쇠를 아주 높이 설정하면, 평형 상태가 되는데 시간이 아주 오래 걸리게 됩니다.RB_ConstraintSetup
일반 설정
- ConstraintBone1 (컨스트레인트 본1) - 피직스 애셋에서 조인트가 연결해야할 첫째 본 이름.
- ConstraintBone2 (컨스트레인트 본2) - 피직스 애셋에서 조인트가 연결해야할 둘째 본 이름.
선형 세팅
LinearSetup 구조체는 하나마다 X, Y, Z 세 가지 방향으로 구성되어 있습니다. 각각에는 다음과 같은 세팅이 있습니다:- bLimited (제한됐는지) - 자유도에 제한이 있는지를 정합니다. 거짓일 경우 이동이 전혀 제한되지 않습니다.
- LimitSize (크기 제한) - bLimited 가 참인 경우, 해당 방향으로의 이동이 허용되는 정도입니다. 이 값을 0으로 설정하면 자유도가 완전 '잠긴' 상태가 됩니다.
- bLinearLimitSoft (선형 제한 소프트인지) - 기본적으로 선형 제한은 '하드'입니다. 이 옵션을 참으로 설정하면 '밀리지' 않고 스프링처럼 작동하게 됩니다.
- LinearLimitStiffness (선형 제한 강성) - bLinearLimitSoft 값이 참이면 이 옵션을 통해 제한 스프링의 강성을 제어합니다.
- LinearLimitDamping (선형 제한 감쇠) - bLinearLimitSoft 값이 참이면 이 옵션을 통해 제한 스프링의 감쇠를 제어합니다.
- bLinearBreakable (선형 파괴가능여부) - 참이면 이 조인트는 직선 방향의 힘을 가해 부술 수 있습니다. (즉 관절을 잡아 뽑는겁니다!)
- LinearBreakThreshold (선형 파괴 한계점) - bLinearBreakable 값이 참이면, 이 값 이상의 힘이 가해질 때 조인트가 부서지게 됩니다.
Angular (각형) 세팅
조인트의 각형 부분은 'swing'(흔들기) 및 'twist'(뒤틀기)라는 용어로 지정할 수 있습니다. 흔들기는 X축을 중심으로 한 원뿔형을, 뒤틀기는 해당 축으로의 회전을 생각해 보시면 되겠습니다. UE3에서의 원뿔형 제한은 타원형 원뿔이 될 수 있도록 두 각도로 지정됩니다.- bSwingLimited (흔들기 제한여부) - 참이면 두 바디간의 각은 원뿔 범위 내로 제한됩니다. |
- bTwistLimited (뒤틀기 제한여부) - 참이면 두 바디간의 뒤틀기는 제한됩니다.
- bSwingLimitSoft (흔들기 제한 소프트인지) - 기본값으로 흔들기 원뿔 제한은 '하드'입니다. 이 값이 참으로 설정되면 밀리기 보다는 스프링처럼 작동합니다.
- bTwistLimitSoft (뒤틀기 제한 소프트인지) - 기본값으로 뒤틀기 제한은 '하드'입니다. 이 값이 참으로 설정되면 밀리기 보다는 스프링처럼 작동합니다.
- Swing1LimitAngle (흔들기 제한각 1) - 흔들기 제한 원뿔의 한 쪽을 각도로 정의합니다.
- Swing2LimitAngle (흔들기 제한각 2) - 흔들기 제한 원뿔의 다른 쪽을 각도로 정의합니다.
- TwistLimitAngle (뒤틀기 제한각) - 두 제약된 바디간에 허용되는 뒤틀기 양을 정의합니다.
- SwingLimitStiffness (흔들기 제한 강성) - bSwingLimitSoft 값이 참이면 이 값을 통해 원뿔의 강성을 제어합니다.
- SwingLimitDamping (흔들기 제한 감쇠) - bSwingLimitSoft 값이 참이면 이 값을 통해 원뿔의 감쇠를 제어합니다.
- TwistLimitStiffness (뒤틀기 제한 강성) - bTwistLimitSoft 값이 참이면 이 값을 통해 뒤틀기 제한의 강성을 제어합니다. |
- TwistLimitDamping (뒤틀기 제한 감쇠) - bTwistLimitSoft 값이 참이면 이 값을 통해 뒤틀기 제한의 감쇠를 제어합니다. |
- bAngularBreakable (각형 파괴가능여부) - 참이면 이 조인트는 회전력을 가해 부술 수 있습니다. (즉 관절을 비틀어 꺾는겁니다!)
- AngularBreakThreshold (각형 파괴 한계점) - bAngularBreakable 값이 참이면 이 값 이상의 회전력이 가해질 때 조인트가 부서지게 됩니다.
Pulley (도르래) 세팅
도르래는 밧줄로 연결된 바디상의 한 점이 다른 점에 연결되어서 해당 밧줄이 공간상의 두 점을 통해 전달하기도 하는 특수한 조인트입니다. 이 조인트 유형이 사용되면 대부분의 다른 조인트 세팅은 효과를 잃게 됩니다.- bIsPulley (도르래인지) - 참이면 이 조인트는 도르래 유형으로 간주됩니다. |
- bMaintainMinDistance (최소 거리 유지여부) - 참이면 '밧줄'이 '여유 공간'을 허용치 않는 막대같은 식으로 간주되어, 한 오브젝트를 밀어올리면 다른 쪽을 밀어내리게 됩니다. |
- PulleyRatio (도르래 비율) - 도르래의 기어비입니다. 1.0 값이 아닌 경우 한 쪽은 다른 쪽보다 덜 움직이는 대신 힘은 더 세지게 됩니다. |
RB_ConstraintInstance
속도 및 위치 드라이브
언리얼 엔진 3에는 Position(위치) 드라이브와 Velocity(속도) 드라이브, 두 가지 조인트 드라이브 방법이 제공됩니다. 위치 드라이브는 스프링 식으로, 강성 및 감쇠 속성을 지정하여 조인트가 특정 위치에 도달하게 만드는 것입니다. 속도 드라이브는 모터같은 식이며, 마찬가지로 지정된 최대 힘을 적용하여 바라는 속도로 도달하게 하는 것입니다.Linear (선형) 세팅
- bLinearXPositionDrive (선형 X 위치 드라이브여부) - 선형 X축상의 위치 드라이브를 켭니다.
- bLinearXVelocityDrive (선형 X 속도 드라이브여부) - 선형 X축상의 속도 드라이브를 켭니다.
- bLinearYPositionDrive (선형 Y 위치 드라이브여부) - 선형 Y축상의 위치 드라이브를 켭니다.
- bLinearYVelocityDrive (선형 Y 속도 드라이브여부) - 선형 Y축상의 속도 드라이브를 켭니다.
- bLinearZPositionDrive (선형 Z 위치 드라이브여부) - 선형 Z축상의 위치 드라이브를 켭니다.
- bLinearZVelocityDrive (선형 Z 속도 드라이브여부) - 선형 Z축상의 속도 드라이브를 켭니다.
- LinearPositionTarget (선형 위치 목표) - 선형 위치 드라이브를 켰을 때, 조인트가 도달하려는 상대적 선형 위치입니다.
- LinearVelocityTarget (선형 속도 목표) - 선형 속도 드라이브를 켰을 때, 조인트가 도달하려는 상대적 선형 속도입니다.
- LinearDriveSpring (선형 드라이브 스프링) - 선형 위치 드라이브를 켰을 때, 드라이브 스프링의 강성입니다.
- LinearDriveDamping (선형 드라이브 감쇠) - 선형 위치 드라이브를 켰을 때, 드라이브 스프링의 감쇠입니다.
- LinearDriveForceLimit (선형 드라이브 힘 제한) - 선형 속도 드라이브를 켰을 때, LinearVelocityTarget 값 도달을 위해 적용할 최대 힘입니다.
Angular (각형) 세팅
- bSwingPositionDrive (흔들기 위치 드라이브여부) - 흔들기 축의 위치 드라이브를 켭니다.
- bSwingVelocityDrive (흔들기 속도 드라이브여부) - 흔들기 축의 속도 드라이브를 켭니다.
- bTwistPositionDrive (뒤틀기 위치 드라이브여부) - 뒤틀기 축의 위치 드라이브를 켭니다.
- bTwistVelocityDrive (뒤틀기 위치 드라이브여부) - 뒤틀기 축의 속도 드라이브를 켭니다.
- bAngularSlerpDrive (각형 선형보간 드라이브여부) - 고급 옵션. 조인트에 드라이브를 적용할 때 사용되는 방법을 지정합니다.
- AngularPositionTarget (각형 위치 목표) - 각형 위치 드라이브를 켰을 때, 조인트가 도달하려는 상대적 쿼터니언입니다.
- AngularVelocityTarget (각형 속도 목표) - 각형 속도 드라이브를 켰을 때, 조인트가 도달하려는 상대적 각형 속도입니다.
- AngularDriveSpring (각형 드라이브 스프링) - 각형 위치 드라이브를 켰을 때, 드라이브 스프링의 강성입니다.
- AngularDriveDamping (각형 드라이브 감쇠) - 각형 위치 드라이브를 켰을 때, 드라이브 스프링의 감쇠입니다.
- AngularDriveForceLimit (각형 드라이브 힘 제한) - 각형 속도 드라이브를 켰을 때, AngularVelocityTarget 값 도달을 위해 적용할 최대 회전력입니다.
