실습 2-B: 충돌 근사와 CCD 비용-효과 분석

[SIM] Isaac Sim 안에서 수행한다. 프로젝트 경로가 필요한 명령은 ebook/book/02_physx_simulation 장 루트를 기준으로 한다.

목표

  • discrete collision의 tunneling 조건을 관찰한다.
  • collider, timestep, CCD가 정확도와 성능에 미치는 영향을 비교한다.

장면

  • Z-up, metersPerUnit = 1
  • 두께 0.005 m인 static platform
  • 한 변 0.02 m인 dynamic cube 또는 radius 0.01 m sphere
  • 초기 높이 0.5 m
  • 아래 방향 초기속도: 1, 3, 6, 10 m/s

독립 변수

  • physics rate: 60, 120, 240 Hz
  • collision approximation: primitive, convex hull
  • CCD: off, sweep, speculative

종속 변수

  • platform 아래로 통과한 trial 수 / 전체 trial 수
  • 최대 penetration depth
  • 평균 physics step time
  • 99th percentile physics step time

절차

  1. CCD off, 60 Hz를 baseline으로 설정한다.
  2. 각 속도에서 20회 반복한다. initial horizontal offset에 작은 고정 seed 난수를 준다.
  3. physics rate만 바꿔 반복한다.
  4. 원래 rate로 돌아가 CCD 방식만 바꾼다.
  5. visual mesh는 유지하고 collision approximation만 바꾼다.
  6. 결과를 CSV로 저장하고 configuration 전체를 함께 기록한다.

안전한 판정 코드 예

passed_through = final_z < platform_bottom_z - object_half_extent

한 frame만 보지 말고 trajectory 전체의 최소 z와 contact event를 함께 검사한다.

결과표

ratespeedCCDcollidertunnel ratemean step msp99 step ms
601offprimitive
6010offprimitive
6010sweepprimitive

토의

  1. timestep 감소와 CCD 중 어느 방법이 더 일반적인 개선을 제공했는가?
  2. 빠른 각운동을 갖는 긴 물체에서 sweep CCD만으로 부족할 수 있는 이유는 무엇인가?
  3. CCD를 모든 물체에 적용하지 않을 근거를 결과에서 찾으라.

가상실습: 시간 간격·충돌과 마찰

장비 없이 변수를 조절해 결과를 관찰하는 단순 개념 모형입니다.

물리 주파수를 낮추거나 속도를 올려 1 step 이동 거리가 얇은 벽을 넘는 조건을 찾아보세요. 경사각과 마찰계수도 바꾸어 미끄러짐 조건을 비교합니다.

결과 해설과 실제 환경에서 확인할 점

이동 거리가 벽 두께보다 길면 tunneling 위험이 커지지만 반드시 충돌이 누락되는 것은 아닙니다. CCD, 충돌 형상, 접촉 오프셋도 영향을 줍니다. 경사면 모델은 tan(θ)>μ인 단순 정지 마찰 조건을 사용합니다.

직접 답하고 피드백 받기

답안은 이 브라우저에 저장됩니다. AI 평가는 학습을 위한 피드백이며 실제 코드 실행이나 장비 동작을 검증하지 않습니다.

1. 수행 결과와 근거

위 과제를 수행하고 설정값, 관찰 결과, 해석과 개선안을 작성하세요. 실제 장비 없이 한 경우 가상실습 결과임을 명시하세요.

0 / 8,000자 · 최소 10자
이 장의 예제 코드·설정 파일 (4)

이 장의 자가 점검·가상실습