石破天驚的物理特效PhysX技術　NVIDIA開創真實互動遊戲新紀元

NVIDIA亞太區技術行銷經理嚴永信。

為了讓遊戲提供更擬真的互動體驗，物理特效已然成為當前各大遊戲業者致力推展的重點方向。相對於CPU來說，GPU可說是讓物理特效得以充分發揮的最佳運算平台。也因為如此，身為GPU龍頭廠商的NVIDIA毅然決然地推出可提供強大物理引擎的PhysX技術，遊戲開發商可藉此開發出完美搭配GPU特性並提供強大即時擬真物理特效的遊戲產品。任何採用支援CUDA平台NVIDIA顯示卡的使用者，皆可享受到PhysX帶來的全新擬真互動與快感。

當前大部分的遊戲，除了過場的「罐頭」動畫還有點看頭外，其他遊戲主要內容中所呈現的種種「特效」，卻多半與現實環境中的真實感受大相逕庭。例如衣服與頭髮竟然只是個不會隨著身體擺動的硬梆梆物體，被槍彈打到的牆面，甚至玻璃，竟然不會破碎四散，反而只在驚鴻一瞥的火光之後留下一個小污點而已。而且每個被解決的目標，竟然都以幾種固定的「標準」姿勢倒地。隨著物理特效的大行其道，過去遊戲的種種畫面，就如同二十多年前的電影特效般，令人無奈地搖頭莞爾。

讓遊戲互動更真實的PhysX技術　讓美術創意立即呈現的Apex模組

自從NVIDIA購併了專供物理加速運算開發及PPU(Physics Processing Unit)顯示卡廠商Ageia之後，該公司在極短的時間內即推出整合Ageia既有技術的PhysX物理引擎。NVIDIA亞太區技術行銷經理嚴永信表示，這是因為PPU所支援的物理特效，特別適合運用在GPU的平行運算環境中，而這個環境又是NVIDIA最擅長且經營日久的領域。NVIDIA透過C for CUDA方式成功地將PPU轉移到NVIDIA GPU架構上，不僅如此，拜高達480核心NVIDIA GPU之賜，在PhysX物理特效之處理效能上，遠遠超過PPU上的既有表現。

嚴永信分析指出，PhysX藉由精密數學公式來計算描繪出真實世界中有形無形的各種物理力道及特性，舉凡流暢而自然的肢體動作、隨著身體或外力舞動的衣服或頭髮，臨場逼真的水波或海浪，有如山崩地裂一樣真實的建物爆破，這些逼真寫實的場景都能具體而微地呈現在遊戲中的每個角落與細節之中，益使得真實與虛幻的界線更加模糊。再以美式足球的遊戲為例，在PhysX強力物理特效的加持下，遊戲中各角色不再會以極度不自然的標準撞倒方式呈現。而會依照不同的撞擊力道、方向、部位及姿態，或摔、或跌、或滾、或仆，讓玩家在遊戲之中大呼過癮、流連忘返。

針對遊戲開發人員，具備強而有力物理引擎的NVIDIA PhysX開發平台，提供豐富又方便的API及中介軟體。同時，透過內建的函式庫，方便開發者進行各種物理特效模擬與即時預覽功能，藉由這個「所想即所見」的互動式開發平台，開發者可以隨時讓靈感具體化，也可立即進行修正，整個遊戲開發的品質與速度將能大幅提升。

其中，對開發者最方便的，莫過於同時結合許多中介軟體的Apex模組，嚴永信分析如後：一般來說，PhysX SDK多半都安裝在後端供程式設計師使用，如此低階的API，對美術設計人員來說具備一定門檻。但透過Apex模組，美術設計人員不需透過程式設計師，就可以將創意直接反應在遊戲內容上。不僅如此，不論是Maya或3D Studio Max等主流動畫軟體，皆可透過PhysX Plug-in的安裝，直接進行PhysX物理特效的開發作業。

PhysX物理特效引領遊戲界過半市占　四大遊戲引擎及主流遊戲平台競相採用

當前市面上的物理引擎，除了PhysX外，尚有Havok，但後者主要是以CPU來進行物理特效的運算。嚴永信表示，相對而言，若以下雨為例，透過Havok處理，會呈現雨滴狀；反觀在PhysX的運算下，即使傾盆大雨也能輕鬆呈現。對開發人員來說，會選擇哪一種SDK，還得視習慣而定。不過，目前Havok已被Intel購併，而且Havok FX似乎處於擱置停擺的狀態。

如今市面上取得NVIDIA PhysX技術官方正式授權的遊戲大約在150到200款左右。不過由於NVIDIA的授權對象是遊戲引擎，而非特定遊戲，所以實際上因間接授權而得以支援PhysX技術的遊戲數量恐怕破千。舉其犖犖大者，舉凡PC、XBOX 360、PS3、Nintendo Wii，甚至iPhone等主流遊戲平台，以及EA、Sega、THQ、2K Game等全球四大遊戲引擎，莫不支援PhysX技術。所以整體來說，PhysX技術在遊戲內容創作市場之占有率已超過5成。

嚴永信舉例指出，PhysX的最主要應用領域當屬遊戲，不過在非遊戲應用上，目前已有以色列OptiTex公司藉由NVIDIA GPU、PhysX技術及CUDA開發環境，成功開發出可在虛擬模特兒身上呈現出不同布料材質的裁剪樣式及擺動模樣的3D模型軟體。此外，另外需要提醒的是，目前唯有支援CUDA的顯示卡才可支援PhysX技術。不過，使用者也可以CPU來運行PhysX技術，但不論效果及效能上仍會有明顯的落差。