Erin Catto讲解动态BVH：加速Overwatch地图碰撞检测

动态bounding volume（动态包围盒）是游戏开发中的一个重要概念，尤其是在实时碰撞检测和场景优化方面。在Erin Catto，Blizzard Entertainment的演讲稿"DynamicBVH_Full.pdf"中，他深入探讨了如何在大型游戏场景如《守望先锋》的Blizzard World地图中有效地运用这种技术。 首先，Erin提到，地图中的所有元素，包括地板、墙壁、椅子，甚至气球及其绳索，都被封装在轴对齐的包围盒（Axis-Aligned Bounding Boxes, AABBs）内。这种选择是为了加速碰撞检测过程，因为AABBs是最简单且易于计算的包围盒类型，它们的边界沿坐标轴方向对齐，使得计算两个物体是否相交变得相对容易。 AABB结构定义了一个包含下界(lowerBound)和上界(upperBound)的简单数据结构，用于表示一个对象的最小和最大边界范围。例如，AABB Union操作用于合并两个AABB，通过取每个维度上的最小值和最大值来确定新的包围范围。在代码示例中，AABB Union函数展示了这个过程： ```cpp struct AABB { Vec3 lowerBound; Vec3 upperBound; }; AABB AABBUnion(AABB A, AABB B) { AABB C; C.lowerBound = Min(A.lowerBound, B.lowerBound); C.upperBound = Max(A.upperBound, B.upperBound); return C; } ``` 在Blizzard World地图中，静态对象用绿色表示，可动但非刚体（kinematic）的对象用蓝色标识，而动态可交互对象则用红色区分。整个地图中有接近9000个独立的碰撞对象，这显示了动态bounding volume hierarchy（动态包围盒层次结构）在复杂场景管理中的应用。 动态包围盒层次结构（Dynamic Bounding Volume Hierarchy, BVH）是一种高级碰撞检测方法，它将复杂的几何体拆分成多个更小的子体，并构建一棵树形结构。这种层次结构允许游戏引擎快速排除大部分不可能发生碰撞的区域，减少不必要的碰撞测试，从而提升性能。对于Blizzard这样的游戏公司来说，这种优化对于实时光照追踪、物理模拟以及网络同步等高负载场景至关重要。 Erin可能还会在这份文档中讨论如何构建和维护动态BVH，如何处理动态对象的插入、删除和移动对包围盒树的影响，以及如何结合A*搜索算法或其他路径finding技术来优化角色的导航。此外，可能还涉及了如何处理不同层级精度和更新频率，以平衡碰撞检测效率和视觉呈现的准确性。 这份文档提供了关于如何在大型游戏中实现高效碰撞检测的实用指南，特别是针对动态环境中的物体，通过动态包围盒层次结构，为游戏性能优化提供了重要的理论支持和技术实践。