物理演算エンジン

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物理演算エンジン (ぶつりえんざん -) とは、コンピュータ内でこの世界を物理的にシミュレーションするソフトウェアである。主に現実世界では出来ないような実験を行うに用いられる。

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概要[編集]

例えば、自己複製機を作る、全長2000mの滑り台を滑る、巨大ガンダムを作って町を破壊させる、高さ1000mのジャングルジムを登る、音速で人を殴る、と言ったことを現実世界でやろうとするとお金と時間がものすごくかかり現実的でない。

そこで、物理的に世界をシミュレーションすれば、かかるお金はコンピュータ代、ソフトウェア代、電気代のみである。また実現にかかる時間も省略可能である。さらに現実世界では一度失敗したらもう一度やるのにもお金と時間がかかるが物理演算エンジンを使えば、プログラムを再起動するだけでいとも簡単に再現でき、試行錯誤ができるという点で優れている。

問題点は計算誤差であり正確な数値を常に出すことはできないので誤差が溜まり、現実世界での動きとコンピュータ内での動作が違ってしまうのであるが、現実世界で出来ないあんなことやこんなことができるのだからそのくらいは我慢できる。

空気抵抗を除く固体のシミュレーションしかできないという問題点があったが現在では水のシミュレーションができる物理演算エンジンも登場している。

種類[編集]

一口に物理演算エンジンと言っても、様々な種類がある。

2次元
2次元空間内で物理的シミュレーションを行う。2次元の物理演算エンジンは科学関係や脳内妄想の実現にはあまり用いられず、主にゲームに用いられる傾向がある。特に平面的なシミュレーション、例えばビリヤードなどは3Dで行っても2Dで行ってもあまり変わらないので、動作の速い2Dが用いられる。
3次元
こちらは2次元の物理演算エンジンよりも研究目的に使われる。現実世界は3次元であるためである。昔は3Dのプログラムと言ったらとても大変で簡単な立方体のゲームを作るのにも10時間かかっていたが、現在では開発環境が急速に整い昔なら10時間かかっていたものがわずか10分でできるようになったため、3Dの物理演算エンジンを用いたゲームも浸透している。もちろん、脳内妄想の実現にも使われる。
低精度
精度を低くして正確性を犠牲にすることでスピードを速くする物理演算エンジンは、主にゲームに用いられる。脳内妄想の実現はより正確度の高い方でやったほうがリアルであるため、あまり脳内妄想実現には使われない。
高精度
こちらは計算誤差を極限までなくし、スピードを犠牲にして正確性を優先させるものである。低精度より高機能であることが多く、空気抵抗や熱膨張など、様々な点でリアルを求めている。
流体・空気・海流
主に天気予報に使われる。また、蝶々が羽ばたけば竜巻が起こるというカオス理論のことわざを実験することにも使われる。

使用方法[編集]

ドミノ
ドミノを実際にやろうとするとまずドミノを揃えるところから始めるのだが、そもそもどこから取り寄せるか分からないし、どこにドミノを立てるか分からない。さらに一人でどこまで並べられるのか、さらに途中で間違って倒してしまわないかといった問題がある。
物理演算エンジンを使えば、全部のドミノを一瞬にして立てられるし、コンピュータのメモリの限り広い空間が得られる。さらに一度倒したドミノを、プログラムの再起動だけでもう一度完璧に再現できるので、ドミノには非常に持ってこいである。
ピタゴラスイッチ
ピタゴラスイッチのための道具はなかなか無いし、お金もかかるし、組み立てや構想に時間がかかる。
物理演算エンジンを使えば、かかる時間は構想を練る時間だけであるため時間の節約にもなる。更に一度装置を動作させても再現することができるので気が済むまで何度でも行える。
プラレール
プラレールは部品こそあるもののメンテナンスが大変で場所も取り保管が面倒である。しかし、物理演算エンジンの場合プラレールを設置して自由に汽車を走らせ場合によってはぶつかってもすりぬけるようにすることもできる。それに加えて運転席視点での映像も見れるため、現実でやるより高機能かもしれない。
道路をバイクや車で突っ走る
公道に見立てた道路を時速2000kmで走る、といったことをコンピュータの中でやっても捕まらないし事故もないため、暴走の欲求を満たすのにも使われる。もちろん盗んだバイクで走りだしてもも問題ない。
嫌なアイツに見立てた人を様々な方法でいじめる
超高速アッパーやキックなどで嫌なアイツにやろうとしてもできないことを実現する。そしてあいつに見立てた物体に向けて殴るけるといった暴行を加えることができる。唯一の問題は攻撃を外すと、作用反作用のせいで自分が吹っ飛ぶことである。

関連項目[編集]