SIMD로 충돌 감지 가속하기

Box3D는 복잡한 3D 볼록 껍질 충돌 검사에 와이드 SIMD를 적용해, 32개 점과 89개 모서리를 가진 물체 5,120개의 전체 시뮬레이션 시간을 절반 이하로 줄임 3D 분리축 정리(SAT) 는 두 껍질의 면-정점과 모서리-모서리 조합을 검사하며, Boulder-Boulder에서는 모서리 조합이 7,921개에 달해 이중 루프 비용이 시뮬레이션을 지배할 수 있음 hullB의 모서리 4개를 SoA 형식으로 묶어 hullA의 모서리 하나와 동시에 검사하자, 1스레드·500스텝 실행 시간이 Scalar 40,706ms에서 SSE2 17,337ms, AVX2-Lite 15,762ms로 감소함 8스레드에서도 Scalar 5,292ms, SSE2 2,410ms, AVX2-Lite 2,277ms를 기록했으며, 이는 모서리 검사와 접촉 솔버를 모두 포함한 전체 시뮬레이션 측정치임 모서리가 12개뿐인 Box-Box 충돌은 설정 비용 때문에 효과가 거의 없지만, 파괴 효과 등에 쓰이는 복잡한 껍질에는 유용하며 향후 AVX2로 모서리 8개를 동시에 검사할 여지도 있음 SAT의 계산 비용과 SIMD 적용 방식 Box3D의 와이드 SIMD는 xyz 벡터 하나를 SIMD 레지스터에 넣는 내로우 SIMD와 달리 여러 작업 단위를 동시에 처리함 접촉 솔버에서는 접촉점 4개를 한꺼번에 해결함 내로우 SIMD도 유용할 수 있지만 성능 향상은 와이드 SIMD만큼 분명하지 않음 PEEL에서 이식한 Convex Pile 벤치마크는 각각 32개 점을 가진 볼록 껍질 5,120개를 떨어뜨림 Box는 정점 8개, 면 6개, 모서리 12개로 구성됨 Boulder는 정점 32개, 면 59개, 모서리 89개로 구성됨 Box3D는 Box도 껍질로 처리하며, Box 중심 벤치마크에서는 일반적으로 내로우 페이즈가 주요 비용이 아니었음 충돌 감지에는 분리축 정리(SAT)를 사용함 SAT로 물체를 분리할 최적 특징과 필요한 이동 거리를 구하고, 접촉 법선과 접촉점도 계산함 다른 물리 엔진은 GJK와 겹침 처리용 EPA를 조합하기도 함 SAT는 충돌 여유 공간이 필요 없어 물체를 서로 직접 맞닿게 배치할 수 있음 GJK와 EPA 조합은 더 빠른 GJK 영역을 유지하기 위해 물체를 조금 떨어뜨리는 경우가 있어 시각적 틈이 생길 수 있음 EPA는 수치적으로 취약할 수 있고, 평평하고 얇은 입력으로 볼록 껍질을 계산해야 하므로 실패에 대비한 두 번째 대체 경로가 필요할 ...