XPBD 物理エンジン (Extended Position Based Dynamics)

v1.2.1 の注意点: PlutoEngine は現在、最大限のパフォーマンスを引き出すために WebGPU、InstanceBufferArena、SoA、および Flyweight pattern (Zero-Allocation) を利用しています。

PlutoEngine v1.2.1 は、従来の剛体力学（Rigid Body Dynamics）に代わり、堅牢で安定したExtended Position Based Dynamics (XPBD) ベースの2D物理エンジンを内蔵しています。すべての物理シミュレーションはSoA（Structure of Arrays）を用いてゼロアロケーションで実行されます。

XPBDの利点

XPBDは、力や加速度を積分して速度を求め、そこから位置を更新する従来のアプローチ（Force-based）とは異なります。 XPBDは**直接「位置」を制約条件に従って修正（Solve）**します。

• 無限の剛性: 従来のバネダンパモデルでは発散（爆発）してしまうような、非常に硬い制約（関節やロープ）でも安定してシミュレーション可能です。
• イテレーション非依存: サブステップの回数に依存せず、常に一定の物理的挙動を保ちます。

DODとSoAによる実装

物理演算はCPU・メモリのボトルネックになりやすい領域です。 PlutoEngineのXPBDソルバは完全にデータ指向（DOD）で設計されています。

• positions, prev_positions, inverse_mass, velocities などの配列をSoA形式でフラットな Float32Array に保持します。
• 衝突解決やジョイント制約の計算は、これらに対する単純な数学演算として連続的に実行されます。
• クラスインスタンスの生成（new Vector2() や new ContactPoint()）はループ内で一切発生しません。完全にゼロアロケーションです。

Standalone Usage

import { XPBDSolver } from '@pluto-engine/xpbd';
const solver = new XPBDSolver();

Plugin Usage (this.registerPlugin)

import { XpbdPlugin } from '@pluto-engine/xpbd';

class MyScene extends Scene {
  constructor() {
    super();
    this.registerPlugin(new XpbdPlugin());
  }

  update() {
    // 物理シミュレーションステップの進行 (GCフリー)
    this.xpbd.step(this.arena);
  }
}