PhysX

PhysX

開発元かいはつもと	NVIDIA Corporation
最新さいしん版ばん	9.18.0907 / 2018年ねん9月がつ18日にち (2018-09-18)
リポジトリ	github.com/NVIDIAGameWorks/PhysX-3.4
対応たいおうOS	Microsoft Windows, macOS, Linux, PlayStation 2, PlayStation 3, PlayStation 4, Xbox 360, Xbox One, Wii, iOS, Android
種別しゅべつ	物理ぶつり演算えんざんエンジン
ライセンス	3条項じょうこうBSDライセンス
公式こうしきサイト	Nvidia PhysX developer site

PhysX（フィジックス/フィジクス）とはNVIDIAが開発かいはつ・提供ていきょうしている、リアルタイムの物理ぶつり演算えんざんエンジン。

概要がいよう

ソフトウェアがPhysXのハードウェアアクセラレーションに対応たいおうしている場合ばあい、CUDAが使用しよう可能かのうなGeForce（8シリーズ以降いこうの製品せいひん）のうち、32以上いじょうのコア、256MB以上いじょうのグラフィックスメモリを搭載とうさいする製品せいひんでハードウェアアクセラレートが可能かのうである。

PhysXのハードウェアアクセラレーションは、日夜にちや進化しんかを続つづけるコンピュータゲームにおける物理ぶつり演算えんざんをCPUから肩代かたがわりする事ことで動作どうさスピードの上昇じょうしょうを目指めざしたものである。汎用はんようプロセッサであるCPUのパフォーマンスでは不可能ふかのうに近ちかい「爆発ばくはつによって飛とび散ちった破片はへんを毎回まいかいランダムに演算えんざんする」等とうの複雑ふくざつかつ高こう負荷ふかな描写びょうしゃを、事前じぜん作成さくせい済ずみ動画どうがの読よみ出だしなどではなく、実際じっさいにその場ばで演算えんざんしてリアルタイムに描写びょうしゃすることが可能かのうになるとされている。対抗たいこうとされる物理ぶつり演算えんざんシステムとしてはHavokが挙あげられる。

PhysXは様々さまざまなプラットフォームで500以上いじょうのゲームに使つかわれている。

歴史れきし

開発元かいはつもとは米こめカリフォルニア州しゅうに本拠ほんきょを置おいていたAgeia社しゃ。2008年ねん2月がつ4日にちに、NVIDIA GeForceシリーズを開発かいはつするNVIDIAがAgeiaを買収ばいしゅうし、PhysXとGeForceシリーズの統合とうごうが発表はっぴょうされた。NVIDIAによる買収ばいしゅう後ごは、専用せんようチップおよび専用せんようボードは生産せいさんされていない。

PhysX SDK 2.8.3からPhysics processing unit(PPU)のサポートが打うち切きられた。

対応たいおうプラットフォーム

PhysXは以下いかのプラットフォーム上じょうで動作どうさする。

• PC (Windows/Linux/macOS)
• PlayStation 3
• PlayStation 4
• Xbox 360
• Xbox One
• Wii
• Android
• iOS

いずれのプラットフォーム用ようSDKも無料むりょうで配布はいふされている。これらのうち、PC用ようのSDKはNVIDIA社しゃのPhysX SDK ダウンロードページより直接ちょくせつ入手にゅうしゅする事ことができる。NVIDIA社しゃスタッフによるサポート及および開発かいはつ支援しえんツールが有償ゆうしょうで提供ていきょうされているが、これらを利用りようしない限かぎりは商用しょうよう利用りようを含ふくめて無料むりょうである。

PhysXはUnreal EngineやUnity (ゲームエンジン)にも統合とうごうされている。

PhysXの機能きのう

PhysXでは2023年ねん現在げんざい、以下いかの機能きのうがサポートされている。

• 剛体ごうたい物理ぶつり
  • 衝突しょうとつ判定はんてい
  • 各種かくしゅ関節かんせつ
  • ラグドール
  • 摩擦まさつ力りょくの考慮こうりょ
  • 衝突しょうとつの検知けんち
  • オブジェクトをグループ化かし、衝突しょうとつ判定はんていのON・OFF切きり替かえ
  • 1軸じく方向ほうこうのみに物理ぶつり作用さようを限定げんてい
  • 接触せっしょく通知つうち
• 先進せんしん的てきなキャラクタコントロール
• 乗のり物もののための動力どうりょく学がく
• マルチスレッド・マルチプラットフォーム
• 流体りゅうたいシミュレーション
• 布ぬのシミュレーション
• 軟体の表現ひょうげん
• フォースフィールドの表現ひょうげん

問題もんだい点てんと今後こんご

PhysXの発表はっぴょう当初とうしょ、以下いかのような問題もんだいがあった。

• 導入どうにゅうしても対応たいおうしているゲームの挙動きょどうに影響えいきょうがあるだけでPC自体じたいのパフォーマンス向上こうじょうには関係かんけいないこと
• ゲームが対応たいおうしていなければPhysXチップの導入どうにゅうには意味いみが無ないこと
• ゲームはPhysXに「対応たいおうしている」以上いじょうのことができないこと

たとえば、PhysXによって爆発ばくはつの破片はへんによるダメージ判定はんていなども出来できるが、それはネット対戦たいせんなどにおいては全すべてのプレーヤーがPhysXを導入どうにゅうしていなければ対応たいおうが難むずかしい。(ゲームソフトとは別べつに物理ぶつり演算えんざんボードを購入こうにゅうする必要ひつようがあった。)

• 限かぎられたユーザーしか利用りよう可能かのうでないため、デベロッパは安易あんいにPhsyXを必須ひっす動作どうさ条件じょうけんに入いれることができない。

これらの問題もんだい点てんはNVIDIAがAGEIAを買収ばいしゅうした事ことにより一定いっていの解決かいけつを見みる。ただしそれによって新あらたなデメリットも生しょうじた。

• メリット
  • 広ひろいシェアを持もつGeForceシリーズのグラフィックボードで動作どうさするようになったため、利用りよう可能かのうユーザーが爆発ばくはつ的てきに増加ぞうかした。
  • 専用せんようボードを別途べっと購入こうにゅうする必要ひつようがなくなった。
    • 古ふるいビデオカードの更新こうしん、再生さいせい支援しえんやHDCPを利用りようしてブルーレイや地ちデジを楽たのしむといった別べつの用途ようとで購入こうにゅうしたとしてもPhysX対応たいおうとなる。
• デメリット
  • 本来ほんらい、グラフィック描画びょうがに用もちいられるはずのユニファイドシェーダーの一部いちぶを物理ぶつり演算えんざんに割さく事ことになるため、結果けっかとしてグラフィックパフォーマンスが低下ていかする。また、NVIDIA社しゃが提唱ていしょうするPhysXエフェクトの採用さいようはそのまま破片はへん、水滴すいてきなど描画びょうが対象たいしょうの爆発ばくはつ的てき増殖ぞうしょくと一体いったいである。その為ため、物理ぶつり効果こうかが現あらわれれば同時どうじに膨大ぼうだいな描画びょうが負荷ふかやリソース消費しょうひが発生はっせいする事ことになり、やはりパフォーマンスは大おおきく低下ていかしてしまう。以上いじょうの点てんから、現実げんじつ問題もんだいとして、単独たんどくVGAでのPhysX利用りようはフレームレート維持いじの観点かんてんから実用じつよう的てきではない（演算えんざん専用せんようのサブグラフィックスデバイスを別途べっと用意よういしなければならない）。これはPhysX本格ほんかく採用さいようタイトルのCryostasis等とうで特とくに顕著けんちょである。
  • AGEIA買収ばいしゅう当時とうじにおいても、NVIDIA社しゃとAMD社しゃの関係かんけい上じょう、またPhysXとHavokの関係かんけい上じょうAMD RadeonのようなAMD製せいGPUに対応たいおうする可能かのう性せいは著いちじるしく低ひくかったが、AGEIA社しゃのPPU、或あるいは8X00以降いこうのNVIDIA製せいVGAを別途べっと搭載とうさいする事ことにより、ハードウェアPhysXをAMD社しゃ製せいVGA搭載とうさい機きでも利用りようする事ことが出来できた。だが、同社どうしゃがリリースした186番台ばんだい以降いこうのデバイスドライバは、AMD社しゃ製せいグラフィックシステムを検知けんちすると、たとえPhysX対応たいおうハードウェアがPCにインストールされていても、それらの物理ぶつり演算えんざん機能きのうを強制きょうせい的てきに停止ていしさせてしまう [1]。これにはAGEIA社しゃのPPUも含ふくまれる。
• 2009年ねん10月がつ現在げんざい、MODドライバーや非ひ公認こうにんパッチによって、AMD系けいVGA搭載とうさいシステムでもPhysXの利用りようは変則へんそく的てきにではあるものの、可能かのうとなっている。[2]

しかし、AMDはIntel社しゃのHavokと提携ていけいし [3]、なおかつ独自どくじにオープンソースベースの物理ぶつりエンジンBullet Physicsにも着手ちゃくしゅしている為ため [4]、物理ぶつりエンジンにおけるAMDとNVIDIAの歩あゆみ寄よりは、既すでに非ひ現実げんじつ的てきなものとなりつつある。

en:List of games with hardware-accelerated PhysX supportのリストのとおり、ハードウェアによるPhysXアクセラレーションに対応たいおうしたゲームタイトルの数かずはソフトウェアによるPhysX利用りようタイトルの数かずに比くらべると限定げんてい的てきである。

APEX

APEX (Applied PhysX Extension) はツールによるオーサリングを前提ぜんていとしたPhysXの拡張かくちょうであり、その APEX SDK では Clothing（布ぬの）、Destruction（破壊はかい）、Particles（パーティクル）、Turbulence（乱らん流りゅう）、ForceField（力ちから場じょう）のモジュールを搭載とうさいしていた。APEX は Unreal Engine などの一般いっぱん的てきなゲームエンジンにも採用さいようされていた（現在げんざいは独自どくじのChaos Destructionなどに移行いこう）。

その後ご APEX SDK は1.4.1で非ひ推奨すいしょうとなり、GameWorks PhysXも解体かいたいされ、破壊はかいは NVIDIA Blast に、布ぬのは NVIDIA Clothに、パーティクルは NVIDIA FleX と NVIDIA Flow に置おき換かえられた。

APEXのオーサリングツールには破壊はかいモジュール向むけ単体たんたいツールの APEX FractureTool及および APEX PhysXLab 、布ぬのモジュール向むけ単体たんたいツールの APEX Clothing Tool、DCC統合とうごうプラグインの PhysX DCC Plug-Ins が存在そんざいした。PhysXLab の後継こうけいには NVIDIA Blast 向むけの Blast Authoring Tool がある。

関連かんれん項目こうもく

• NVIDIA GeForce
• Graphics Processing Unit
• GPGPU

外部がいぶリンク

• ゲーマー向むけPhysX公式こうしきサイト（英語えいご）
• 開発かいはつ者しゃ向むけPhysX公式こうしきサイト（英語えいご）
• PhysX公式こうしきサイト - ウェイバックマシン（2008年ねん4月がつ30日にちアーカイブ分ぶん）（英語えいご）
• AGEIA社しゃ公式こうしきサイト - ウェイバックマシン（2008年ねん5月がつ9日にちアーカイブ分ぶん）（英語えいご）
• PhysX対応たいおうゲームのリスト - ウェイバックマシン（2010年ねん2月がつ8日にちアーカイブ分ぶん）（英語えいご）
• Projects using PhysX SDK（英語えいご）
• “多和田たわだ新也しんやのニューアイテム診断しんだん室しつ 新しん表現ひょうげんを生うみ出だす物理ぶつり演算えんざんプロセッサ「PhysX P1」”. PC Watch. Impress (2006年ねん5月がつ30日にち). 2016年ねん10月がつ28日にち閲覧えつらん。