NVIDIA® PhysX™ pengaruhnya terhadap GPU

NVIDIA® PhysX™ adalah sebuah MahaKarya (jika bisa saya bilang begitu) dari para developers Nvidia,
yang keduanya merupakan alat optimasi untuk meningkatkan kinerja hardware dari Nvidia, khususnya pada optimasi kinerja GPU (Graphic Processing Unit). 

Graphic Processing Unit sendiri merupakan sebuah alat/hardware, yang berfungsi sebagai render grafis terdedikasi dalam kesatuan sistem hardware PC atau Notebook. GPU bisa berada pada Video Card khusus (VGA Card) atau terintegrasi dalam Motherboard berupa Integrated GPU. 

GPU berfungsi untuk mengolah dan memanipulasi grafis pada CPU (Central Processing Unit), untuk nantinya ditampilkan dalam bentuk Visual Grafis pada Monitor (output). 

Dalam kaitan dengan PhysX pada GPU keluaran Nvidia. Para Developers Nvidia secara simultan menyusun alat-alat khusus, baik berupa software, dan alogaritma dalam perhitungan tertentu, untuk meningkatkan Performa Grafis dari GPU Nvidia yang ada. 

PhysX adalah proprietary (closed source) realtime >physics engine< middleware SDK, yang dikembangkan oleh NVIDIA (aslinya oleh AGEIA), untuk mengakselerasi performa PhysX-enabled Video Games. 

PhysX sendiri diklaim merupakan “Physics Engine” yang powerfull, sehingga telah di”adopsi” oleh lebih dari 150 Games, digunakan oleh lebih dari 10.000 pengguna (yang terdaftar), dan telah disupport oleh Sony Playstation 3, Xbox 360, Nintendo Wii, serta PC. 

Video Games yang telah mendukung/support akselerasi hardware oleh PhysX dapat diakselerasi performa grafisnya, baik oleh PhysX, maupun CUDA-enabled GeForce GPU secara bersamaan. 

Akhirnya, perhitungan “physics” dari CPU menjadi lebih cepat, yang kemudian mengijinkan seluruh sistem mampu menyediakan “framerate” yang lebih cepat, sehingga menghasilkan pengalaman gaming yang lebih halus. 

Sebagai tambahan, PhysX telah didesain secara spesifik untuk akselerasi hardware dari Processor yang powerful dengan ratusan core (inti). Dikombinasikan dengan kemampuan proses yang luar biasa dari GPU. PhysX akan menyediakan peningkatan eksponensial (perkalian berulang) pada kekuatan proses “physics”. 

Peningkatan ini akan membawa kita pada level baru bermain game, yang lebih kaya, “membenamkan” kita lebih dalam pada lingkungan game dengan fitur-fitur: 

* Ledakan yang menghasilkan debu dan reruntuhan. 
* Karakter yang lebih kompleks secara geometris, untuk gerakan dan interaksi yang lebih hidup. 
* Senjata-senjata baru yang spektakuler, dengan efek yang luar biasa. 
* Pakaian yang “jatuh” dengan lipatan-lipatan yang lebih natural. 
* Kabut dan asap tebal yang tersapu/terkibas disekitar objek yang bergerak. 

Agar lebih mudah memahami cara kerja PysX, kita perlu memahami perbedaan “Graphic Processing” (proses grafis) dengan “Physics Processing” (proses physics). 

Proses grafis yang dilakukan oleh GPU berlaku secara umum terhadap seluruh pengolahan dan manipulasi grafis yang diperintahkan oleh CPU. Hal ini berarti semua visual grafis yang bisa kita lihat dalam output di monitor, berasal dari proses grafis/Graphic Processing. 

Sedangkan proses physics adalah proses simulasi fisika, yang mensimulasikan model fisika dari Newton menggunakan varibel berupa masa, kecepatan, pergesekan, serta tahanan angin. 

Proses physics yang diakomodir oleh Physics Engine (seperti PhysX dalam GPU Nvidia), dapat mensimulasi dan memprediksi efek-efek dalam berbagai kondisi pada dunia fantasi, agar dapat menyerupai kondisi real pada dunia nyata. Proses ini biasanya dilakukan pada simulasi ilmiah dan dalam video games. 

PRINSIP KERJA PHYSICS ENGINE: 
Pada game-game terdahulu (tanpa physics engine), gerakan objek dalam game dilakukan secara langsung, dengan mengubah posisi objek tersebut. Dengan physisc engine, objek tidak lagi digerakkan secara langsung, tetapi dispesifikasikan berdasarkan force berdasarkan input dari pemain, dalam setiap loop pada setiap objek dalam game. 

Physics engine bertugas untuk menghitung perkiraan posisi dan orientasi selanjutnya dari objek tersebut.
Ada dua proses utama dalam Physics Engine; yang pertama adalah melakukan “collision detection”. Output dari modul ini kemudian diberikan pada komponen kedua, yaitu “simulation system” (sering disebut “integrator”), untuk melakukan perhitungan berdasarkan rumus fisika. Simulation system kemudian akan memberikan update properti dari objek yang disimulasikan.