Como faço para corrigir objetos "estalando" ou tremendo no mecanismo de física?

Eu tenho um mecanismo de física simples que resolve colisões simplesmente corrigindo a posição de corpos sobrepostos (apenas círculos por enquanto) diretamente, em vez de apenas mudar a velocidade ou aplicar um impulso. A velocidade é alterada somente depois que os impactos já estão resolvidos ou durante a parte de integração.

Eu tive o problema de que, em montes de objetos, os objetos principais aplicam muita pressão (isso existe implicitamente, não há modelagem de pressão no algoritmo) nos objetos na parte inferior da pilha, o que resulta em serem empurrados pelos pisos, etc.

Eu queria consertar isso classificando os objetos pela coordenada y, para que as colisões fossem resolvidas de baixo para cima. Mas agora, o mecanismo mostra um comportamento estranho de popping para objetos que realmente deveriam estar em repouso (veja gif)

Sem apenas fornecer o código-fonte - o que poderia ser isso?

Uma solução que encontrei ao usar a correção de posição é ter algumas iterações e variar a força a cada iteração.

doPhysics();

int num_iterations = 5;
for(int iteration=0; iteration<num_iterations; ++iteration)
{
    float strength = float(iteration+1)/num_iterations;
    correctPositions(strength);
}

Portanto, a primeira iteração tem uma força de 1 / num_iterations e a última tem uma força de 1. Isso torna minhas simulações mais suaves e mais estáveis ​​do que simplesmente usar o mesmo número de iterações com uma força fixa.

Seu problema está no fato de você não ter um estado de "repouso" para seus corpos. Qualquer sistema de física tem uma quantidade de energia, seja ela cinética, térmica e assim por diante. Na realidade, objetos sólidos se deformam levemente e transformam energia cinética em calor, embora dificilmente seja mensurável. Também vale a pena notar que, na realidade, não existe um objeto completamente sólido. Mesmo materiais densos, como o diamante, têm espaço entre os átomos, dando à estrutura atômica espaço para flexionar e absorver energia cinética.

Para tornar isso relevante, os corpos em repouso estão em um estado em que as únicas forças em vigor são a "força normal", ou seja, a força que impede os corpos de flutuar entre si. A magnitude dessa força normal é proporcional à densidade dos objetos e a que distância eles penetraram um no outro.

Os mecanismos de física chamam esse valor de "slop".

Aqui está o truque: calcule a inclinação, corrija a posição dos corpos e aplique a força normal, com base na velocidade relativa dos dois corpos. durante a atualização dos próprios corpos, calcule a energia cinética de cada corpo. Se estiver abaixo de um valor mínimo, coloque o corpo em repouso, até que uma força de magnitude suficiente seja aplicada a ele. (geralmente o dobro do valor mínimo).

Por que não adicionar uma superfície "pegajosa" a eles e fazê-los ficar em uma posição de repouso gradualmente e quando outro objeto o atinge, ele transfere alguma energia para ele, fazendo com que ele se mova, mas a superfície pegajosa fará com que ele perca parte dessa energia e pare em uma posição de descanso. parece que o gif não tem atrito.