Havok

人們經常説到的，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佈了Havok 1.0 。2.0版本在2003年的遊戲開發者大會上發佈；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宣佈收購Havok，之後不久，Intel宣佈Havok引擎開放源代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版本發佈以來，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件支持的特點，很多遊戲大作都採用Havok引擎。例如：《黑暗之魂》、《惡魔之魂》、《只狼：影逝二度》、《艾爾登法環》、《血源詛咒》、《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》、《正當防衞》、《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2：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”開放物理計劃“的核心成員之一（另兩個成員是Bullet和Pixelux DMM），計劃中可以利用AMD Radeon HD4000系列以上的顯卡進行物理加速計算。不過這項計劃尚在開發中，除了幾個演示DEMO外，尚沒有遊戲支持。

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、Xbox 360、PlayStation 3等全平台上。Havok Physics是整個Havok引擎的基礎。

Havok Physics物理引擎是業界功能最全面的物理仿真解決方案，它可以應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特別針對多核多線程CPU進行優化。多線程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。

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官方沒有宣佈Havok FX引擎下馬，但實際上Havok FX已經被Intel雪藏。

這也就意味着，ATI顯卡雖然理論上支持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啓動“開放物理計劃”的原因之一。

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優化的回放和實時融合特性，並能與Havok Physics引擎合作，提高遊戲的可玩性。

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。 ^[1] 

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、卧倒、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。 ^[2] 

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。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玩家，會和玩家產生互動。敵人則不僅會衝過來開火，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。 ^[2] 

Havok布料模擬引擎。Havok Cloth不是説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的基本特性包括基於物理的布料模擬、多線程與平台優化、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開放物理計劃的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。

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。

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，可以削去飛行中飛機的翅膀或者其他地方，也可以炸壞房屋一角，這一切都不是程序編輯好的，不是調用破壞後的模型和貼圖，可以決定破壞什麼部位 ^[2]  。

《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。

Havok人工智能引擎。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人工智能引擎。

Havok AI可以幫助遊戲開發者更好的進行遊戲中人工智能的開發，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索功能，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，士兵躲避着炮火自動搜索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、網絡化的智能集成等。

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：亡命狂飆》《星際爭霸2》、《暗黑破壞神3》、《戰地：叛逆連隊2》、《上古卷軸4》、《馬克思·佩恩2：馬克思的墮落》、《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》、《正當防衞》、《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。

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。 ^[3] 

下面為全平台Havok引擎遊戲列表：

3ds MAX、Adobe Atmosphere、Virtools等。

《特洛伊》《黑客帝國》等。

Nvidia顯卡用户應該會有印象,只要打開PhysX模式,遊戲就會卡,特別是最早的《幽靈行動3：尖峯戰士2》的物理島關卡,不管是不是在做什麼大事,就算待著不動也卡,這是因為physx是以API實現的,是一個外部插件,不能和遊戲引擎結合起來,需要不斷的檢測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發式,所以有些情況下會看到《戰地：叛逆連隊2》裏面炮彈擊中牆了幾毫秒,牆才碎有延遲.如果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插件都沒發揮出來。

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,不過兩者在實際應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塊,每個模塊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. 一般遊戲裏會設置他們幾十秒後自動消失,而《戰地：叛逆連隊2》裏幾乎立刻沒了。

理論能達到的程度就是對着一個模型人開一槍,可以射出一個有空腔的洞,而不是將模型人擊碎成幾塊,或者在屏幕上消失.這需要模型人由幾十萬個碰撞檢測模塊組成。

最重要的就算physx這種靠api實現的算法,在不同api的硬件上無法實現,不適合製作多人遊戲,總不能N卡可以看到一堵牆碎成粉末，但是A卡用户只是看到牆體憑空消失。

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。 ^[2]