PhysX

PhysX is een programmeeromgeving voor fysische effecten op een grafische 3D omgeving.

PhysX is een technologie die in 2002 ontworpen is door Ageia en het heeft vanaf begin af aan veel aandacht gekregen van grote chip fabrikanten als nVidia en ATI. Inmiddels is de PhysX technologie overgenomnen door nVidia, maar Ageia was het eerste bedrijf dat een dergelijke technologie implementeerde.

De technologie is ontworpen om de limitaties van de conventionele manier van 3D programmeren op te lossen. Het is dus een stukmakkelijker om een explosie of een liquide lichaam te programmeren als gebruik gemaakt wordt van de PhysX technologie. Een voorbeeld van een computerspel dat de PhysX technologie volledig implementeerd is CellFactor.

Implementatie

Zoals eerder gezegd is PhysX een programmeeromgeving. In de begindagen van PhysX bestond het uit een vastgelegde instructieset die uitgevoerd kan worden op een speciale processor. Deze instructieset maakt het programmeren van complexe fysische effecten in een grafische 3D omgeving een stuk eenvoudiger. Dit zorgt ervoor dat het programmeren van bepaalde vaste routines een stuk eenvoudiger wordt.

De processor die wordt gebruikt voor de PhysX technologie wordt ook wel een Physics Processing Unit (PPU) genoemd. Het is een processor die naast de standaard Graphics Processing Unit (GPU) van een computer draait en de PhysX architectuur implementeert. De ageia PPU wordt verkocht op een insteekkaart.

Sinds februari 2008 heeft nVidia de rechten van de PhysX technologie overgenomen. De meeste kaarten van nVidia na die datum implementeren de PhysX technologie dan ook, er is dan geen aparte insteekkaart meer nodig om animaties met deze technologie te kunnen bekijken.

Het gaat om nVidia kaarten die de CUDA architectuur hebben. Het gaat hier om kaarten van de GeForce serie met een typenummer hoger dan 8000 en sommige kaarten van de Quadro serie.

Voor- en nadelen

De PPU voert berekeningen uit die nodig zijn om fysische effecten in een 3D omgeving realistischer te laten lijken. Een voorbeeld van zo’n effect is de eerder genoemde explosie. Een PPU verbetert niet alleen de kwaliteit van de frames, maar ook de animatie in het algemeen. Dit komt doordat de GPU minder belast wordt doordat een deel van de berekeningen wordt afgedragen aan de PPU.

De nVidia GPUs die de PhysX technologie implementeren hebben als nadeel dat de belasting niet aan een andere processing unit kan worden afgedragen. Deze nieuwere grafische kaarten hebben echter wel alle voordelen die een systeem met grafische kaart en een insteekkaart hebben.

Plugin PhysX kaarten kosten tussen de honderd en tweehonderd dollar. Dat maakte een PhysX kaart tot niet lang geleden een heel goede oplossing om redelijk goedkoop de kwaliteit van animaties te verhogen. Nu de technologie ook op gewone videokaarten wordt geleverd is het financiele aspect een stuk minder aanwezig, dit komt ook omdat de prijs van grafische kaarten niet meer zo duur zijn als ze waren in 2002, toen de technologie voor het eerst op de markt kwam.

Een ander nadeel is dat een designer speciale training en software moet hebben om een animatie met PhysX technologie te ontwerpen. Ook moeten er op het platform waarop de animatie wordt gedraaid speciale drivers aanwezig zijn. Op sommige platforms waarop energiezuinigheid een rol speelt, zoals laptops, kunnen PhysX kaarten minder geschikt zijn. Tevens is om een plugin PhysX kaart te gebruiken ook altijd nog een reguliere grafische kaart nodig.

Concurrentie

Een van de concurrenten van de PhysX technologie is de in het jaar 2000 ontwikkelde Havok technologie. Havok was voordat Ageia met een insteekkaart kwam de meest gebruikte technologie.

De hardware ondersteuning van PhysX maakt is aan de ene kant waarom PhysX populair is gewoorden. Aan de andere kant is het ook waarom Havok nogsteeds een veel gebruikte technologie is. In essentie zijn de twee systemen hetzelfde, maar aangezien de PhysX technologie niet ondersteund wordt door ATI GPUs, moeten mensen met een grafische kaart van ATI altijd een insteekkaart aanschaffen. Veel fabrikanten van compter spelen kiezen daarom ook nogsteeds om de Havok technologie te begruiken.

De onderlinge samenwerking van de delen van PhysX is op dit moment beter dan die van Havok. Schaduwen van stofwolken en geluid van neerkomende brokstukken zijn allemaal standaard aanwezig bij PhysX en niet bij Havok.