海量物理刚体 高性能物理引擎Unity Physics和Havok Physics的简单性能对比

之前的博客中我们为了绕过ECS架构，相当于单独用Batch Renderer Group实现了一个精简版的Entities Graphics，又使用Jobs版RVO2实现了10w人同屏避障移动。

 

那么有没有高性能的物理方案呢？当然。万人同屏方案中我们使用RVO接管了移动，使用Jobs批量将RVO坐标同步到BRG中渲染，成功实现了数万人同屏。同样的，数万物理刚体只需要一个jobs版物理引擎，把物理引擎的计算结果(坐标、旋转)同步到BRG渲染，就同样能做到数万物理刚体同屏。

Unity Entities（ECS）方案提供了两套基于jobs的高性能物理引擎，Unity Physics和Havok Physics，其中Havok Physics想必开发者都有所耳闻，据网上消息，现象级游戏《塞尔达-王国之泪》逆天的物理效果就是基于Havok Physics做的修改。

先把物理引擎跑起来看看效果吧：

先下载官方案例：https://github.com/Unity-Technologies/EntityComponentSystemSamples/tree/master/PhysicsSamples

 1. 先制作一个模型prefab，并添加Physics Shape（碰撞体）、Physics Body（刚体）以及ECS特有的Authoring脚本, PhysicsRenderEntity，用于把此刚体prefab转换为Entity。

 2. 添加PhysicsStep脚本（物理引擎）

 Simulation Type：可以一键切换物理引擎，同时安装com.havok.physics和com.unity.physics两个物理引擎后就可以在这里切换，选择使用哪套引擎。

MultiThreaded：多线程计算一定要勾选。

 3. 写一个JobSystem脚本，一直创建物理单位，以测试两套物理引擎的性能：

代码很简单，就不做解释了，直接上代码：

限制刚体上限为2w.

using Unity.Entities;
using Unity.Mathematics;
using Unity.Physics.GraphicsIntegration;
using Unity.Transforms;
 
public partial class SpawnEntitiesSystem : SystemBase
{
    static float m_Timer;
    public static int Count { get; private set; }
 
    protected override void OnCreate()
    {
        base.OnCreate();
        Count = 0;
    }
 
    protected override void OnUpdate()
    {
        var ecbSingleton = SystemAPI.GetSingleton();
        var ecb = ecbSingleton.CreateCommandBuffer(this.World.Unmanaged);
        if ((m_Timer += SystemAPI.Time.DeltaTime) > 0.2f)
        {
            m_Timer = 0;
            foreach (var data in SystemAPI.Query())
            {
                for (int i = 0; i < 30; i++)
                {
                    var spawnPoint = new float3(0, 100 + i, 0);
                    var entity = ecb.Instantiate(data.Entity);
                    ecb.SetComponent(entity, LocalTransform.FromPosition(spawnPoint));
                }
                Count += 30;
                break;
            }
 
            if (Count > 20000)
            {
                this.Enabled = false;
            }
        }
    }
}

4. 在文本上实时显示物理单位数量：

using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
 
public class DisplayCount : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] Text m_Text;
 
    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        m_Text.text = SpawnEntitiesSystem.Count.ToString();
    }
}

性能测试：

测试环境比较恶劣，古董机。i5 十代 + 1050Ti， 越恶劣的环境越能体现性能差距。

Unity Physics：

Unity Physics，作为官方物理引擎表现差强人意，2w单位，15帧左右：

 Havok Physics:

2w单位，38帧左右，这个硬件配置下，可以说是逆天了。

 总结：

Havok Physics不愧为老牌物理引擎，2w单位下帧数竟然是Unity Physics的2.5倍。

我们不需要ECS的渲染，那么就可以把第1步的模型Prefab改为空GameObject挂载刚体和碰撞体，这样就可以纯数据物理模拟，我们只需要把空Entity的物理坐标和旋转数值同步到我们的万人同屏方案BRG渲染组件中即可实现海量物理单位同屏，同时绕过ECS的开发方式。

视频中万人同屏方案(gpu动画、渲染、索敌、避障等功能)，可某宝搜店铺：【游戏开发资源商店】获取整套方案源码。