Bullet物理引擎入门指南（C++实现3D物理仿真的完整教程）

第一步：安装 Bullet 物理引擎

我们以 Windows + Visual Studio 为例（Linux/macOS 用户可使用 CMake 编译）：

1. 从 GitHub 下载源码：https://github.com/bulletphysics/bullet3
2. 使用 CMake 配置项目（勾选 BUILD_EXAMPLES 和 INSTALL_LIBS）
3. 生成 Visual Studio 解决方案并编译
4. 将生成的 .lib 文件和头文件路径添加到你的 C++ 项目中

第二步：创建第一个物理世界

下面是一个完整的 C++ 示例，创建一个包含地面和下落球体的简单物理场景。这个例子展示了 3D物理引擎教程 的核心流程。

#include <iostream>#include <btBulletDynamicsCommon.h>int main() {    // 1. 创建碰撞配置和调度器    btDefaultCollisionConfiguration* collisionConfiguration =         new btDefaultCollisionConfiguration();    btCollisionDispatcher* dispatcher =         new btCollisionDispatcher(collisionConfiguration);    // 2. 创建宽相位算法（用于快速剔除不相交物体）    btDbvtBroadphase* broadphase = new btDbvtBroadphase();    // 3. 创建物理世界求解器    btSequentialImpulseConstraintSolver* solver =         new btSequentialImpulseConstraintSolver();    // 4. 组装动力学世界    btDiscreteDynamicsWorld* dynamicsWorld =         new btDiscreteDynamicsWorld(            dispatcher, broadphase, solver, collisionConfiguration);    // 设置重力（Y轴向下为负）    dynamicsWorld->setGravity(btVector3(0, -9.8, 0));    // 5. 创建地面（静态刚体）    btCollisionShape* groundShape = new btStaticPlaneShape(btVector3(0, 1, 0), 1);    btDefaultMotionState* groundMotionState =         new btDefaultMotionState(btTransform(btQuaternion(0, 0, 0, 1), btVector3(0, -1, 0)));    btRigidBody::btRigidBodyConstructionInfo groundRigidBodyCI(        0, groundMotionState, groundShape, btVector3(0, 0, 0));    btRigidBody* groundRigidBody = new btRigidBody(groundRigidBodyCI);    dynamicsWorld->addRigidBody(groundRigidBody);    // 6. 创建球体（动态刚体）    btCollisionShape* ballShape = new btSphereShape(1.0);    btDefaultMotionState* ballMotionState =         new btDefaultMotionState(btTransform(btQuaternion(0, 0, 0, 1), btVector3(0, 50, 0)));    btScalar mass = 1.0;    btVector3 fallInertia(0, 0, 0);    ballShape->calculateLocalInertia(mass, fallInertia);    btRigidBody::btRigidBodyConstructionInfo ballRigidBodyCI(        mass, ballMotionState, ballShape, fallInertia);    btRigidBody* ballRigidBody = new btRigidBody(ballRigidBodyCI);    dynamicsWorld->addRigidBody(ballRigidBody);    // 7. 模拟 300 帧（每帧 1/60 秒）    for (int i = 0; i < 300; i++) {        dynamicsWorld->stepSimulation(1 / 60.f, 10);        btTransform trans;        ballRigidBody->getMotionState()->getWorldTransform(trans);        std::cout << "Ball position: "                   << trans.getOrigin().getX() << ", "                  << trans.getOrigin().getY() << ", "                  << trans.getOrigin().getZ() << std::endl;    }    // 8. 清理内存    dynamicsWorld->removeRigidBody(ballRigidBody);    delete ballRigidBody;    delete ballShape;    dynamicsWorld->removeRigidBody(groundRigidBody);    delete groundRigidBody;    delete groundShape;    delete dynamicsWorld;    delete solver;    delete broadphase;    delete dispatcher;    delete collisionConfiguration;    return 0;}

代码解析

上述代码展示了 游戏开发物理引擎 的典型工作流程：

• 物理世界构建：通过组合碰撞检测、宽相位算法和约束求解器创建动力学世界。
• 刚体创建：分为静态（地面）和动态（球体），需设置形状、质量、初始位置。
• 模拟循环：调用 stepSimulation() 推进时间，并获取物体位置。
• 资源释放：Bullet 不自动管理内存，必须手动删除所有分配的对象。

常见问题与技巧

Q：为什么球体穿过了地面？
A：可能是时间步长太大或未启用连续碰撞检测（CCD）。尝试减小 stepSimulation 的时间步，或为高速物体启用 CCD。

Q：如何可视化物理世界？
A：Bullet 自带 OpenGL 示例（位于 examples/ 目录），或集成到 Unity/Unreal 引擎中。

结语

通过本教程，你已经掌握了使用 Bullet物理引擎 进行基础 C++物理仿真 的能力。无论是开发 3D 游戏还是科研项目，这都是迈向高级物理交互的第一步。继续探索官方文档和示例，你会发现更多强大功能，如软体物理、车辆模拟和多线程支持！

关键词：Bullet物理引擎, C++物理仿真, 3D物理引擎教程, 游戏开发物理引擎