安德鲁对机械系统的兴趣源于大学时期的课程,他发现现有模拟工具无法满足复杂场景下的动态分析需求。这一发现激发了他制作专属模拟器的想法,旨在构建一个更灵活、可定制的平台。
在启动项目前,安德鲁进行了深入的市场调研与技术评估。他分析了主流模拟器的架构,识别出数据交互效率低、扩展性不足等问题,并决定采用模块化设计思路,将核心引擎与外围功能解耦,以提升系统的可维护性和扩展性。
技术选型上,安德鲁选择了C++作为主要编程语言,利用其高性能特性处理复杂的物理计算;同时引入Qt框架开发图形界面,确保用户交互的流畅性。开发初期,他通过阅读开源项目文档,学习物理引擎(如ODE或Bullet)的实现逻辑,并逐步构建了核心的数值计算模块。
在功能实现阶段,安德鲁将模拟器划分为多个子模块:物理引擎负责物体运动与碰撞检测,数据可视化模块用于实时渲染系统状态,控制面板模块提供参数调整功能。每个模块独立开发后,通过接口进行通信,确保系统运行的稳定性与效率。
测试阶段,安德鲁设计了多种测试用例,包括单物体运动、多物体碰撞、复杂机械结构运行等场景。通过记录关键数据点,他发现初始版本在处理大规模物体时存在性能瓶颈,随后通过优化算法(如空间分区技术)和资源管理策略,有效提升了模拟速度。
迭代过程中,安德鲁收集了用户反馈,根据反馈调整了界面布局与操作逻辑。例如,增加快捷键支持以提高操作效率,优化碰撞检测的准确性以符合物理规律。这些调整使模拟器更贴近用户需求,提升了整体使用体验。
最终完成的模拟器具备高灵活性,支持自定义物理规则、扩展新组件等功能。它不仅成为安德鲁研究机械系统的工具,也为其他研究者提供了可复用的基础框架,推动了相关领域的技术发展。