Box3D 開源 3D 物理引擎發布

Box3D 提供基於 Box2D 成熟架構的高效能開源 3D 物理解決方案

Box3D 是一款 3D 物理引擎，旨在將 Box2D 的設計哲學與效率帶入三維空間。由 Erin Catto 開發，該引擎使用 C17 編寫，提供 C API，適合整合到各種遊戲引擎與平台，包括用於網頁遊戲的 WASM。

核心技術規格

Box3D 保持與 Box2D 幾乎相同的架構，確保已使用 2D 版本的開發者能快速上手。主要技術特性包括：

• 碰撞支援： 包含三角網格碰撞、高度場碰撞與預先烘焙的複合碰撞。
• 求解器與碰撞邏輯： 採用子步進求解器、連續碰撞偵測（CCD）以及廣泛的 SIMD 接觸求解器。
• 可擴展性： 使用圖著色法處理大型島嶼，並提供多執行緒掛鉤與可選的內部排程器。
• 世界管理： 透過使用 double 精度的座標資料支援大型世界。
• 實用工具： 內建錄製與回放功能。

開發起源：從 Rubikon‑Lite 到 Box3D

Box3D 起源於 The Legend of California（一款使用 Unreal Engine 開發的生存遊戲）的特定技術需求。開發者在使用 Unreal 原生物理引擎 Chaos 時，遭遇了多項限制，尤其是缺乏陀螺扭矩支援（導致細長物體旋轉不自然）以及在光滑三角網格上模擬大型膠囊下落時的異常行為。

為了解決這些問題，Catto 最初 fork 了 "Rubikon‑Lite"——這是 Rubikon 引擎（用於 Half‑Life: Alyx）的業餘版，由 Dirk Gregorius 維護。隨著時間推移，Rubikon‑Lite 的 fork 逐步以 Box2D v3.0 的 API、資料結構與演算法取代，確保 2D 與 3D 專案的一致性。雖然仍保留部分來自 Rubikon‑Lite 的凸殼生成與碰撞演算法，但最終產出的引擎即為 Box3D。

大型開放世界的最佳化

由於 Box3D 為具備數十萬實體的伺服器權威開放世界而設計，它包含了針對規模與複雜度的特定最佳化：

• 複合碰撞系統： 為避免載入成千上萬個單獨碰撞網格（例如大型要塞）所帶來的記憶體與 CPU 開銷，Box3D 允許將多個形狀「烹飪」成單一優化的超大形狀。
• 體素整合： 引擎針對使用中位數切分的即時碰撞網格建構進行優化，特別適用於類似格子狀的體素地形。
• 寬相位效能： 實作快速的寬相位演算法，以管理伺服器端模擬布娃娃、體素與環境物件所需的高實體數量。

目前狀態與生態系統

Box3D 目前屬於 alpha 版軟體。開發者計畫盡快標記 v0.1，長期目標是達到 v1.0。未來的規劃包括改進關節求解器、加強幽靈碰撞緩解以及增強角色移動功能。

早期採用

即使仍處於 alpha 階段，Box3D 已被多個專案使用：

• The Legend of California： 引擎開發的主要驅動力。
• s&box： Facepunch Studios 的遊戲平台。
• Esoterica： 開源遊戲引擎。
• 千人太空遊戲： Glenn Fiedler 的多人專案。

社群見解

業界從業者與開發者指出，該引擎在特定使用情境下具備相當潛力。一位開發者強調此函式庫佔用空間極小（在 macOS 上約 916 KB），認為它是 Emscripten/WASM 編譯以供網頁遊戲使用的理想候選，因為較大的 3D 物理庫往往成本過高。其他開發者則將其與 Jolt、Rapier 等現有替代方案作比較，指出開源 3D 物理選項的多樣性正逐漸增加。