Un sistema completo y avanzado de detección de colisiones 3D implementado en el lenguaje de programación Jai, diseñado para aplicaciones de física en tiempo real, motores de juegos y simulaciones.

• Esferas - Colisiones optimizadas para objetos circulares
• AABB (Axis-Aligned Bounding Box) - Cajas alineadas a los ejes
• OBB (Oriented Bounding Box) - Cajas con rotación arbitraria
• Cápsulas - Ideales para personajes y objetos alargados
• Meshes Convexos - Formas geométricas complejas

• GJK (Gilbert-Johnson-Keerthi) - Detección precisa entre meshes convexos
• SAT (Separating Axis Theorem) - Para poliedros convexos
• Detección esfera-esfera optimizada
• Detección AABB-AABB ultra rápida
• Algoritmos híbridos para combinaciones de formas

• BVH Dinámico - Bounding Volume Hierarchy auto-balanceado
• Octree - Subdivisión espacial recursiva
• Spatial Hash Grid - Para distribuciones uniformes
• Selección automática del mejor algoritmo según la escena

• Respuesta a colisiones con impulsos realistas
• Fricción y restitución configurables por material
• Resolución de penetración para evitar overlapping
• Integración de fuerzas con gravedad personalizable
• Cuerpos rígidos con masa e inercia

• Conservative Advancement para objetos rápidos
• Swept Volume Testing para trayectorias complejas
• Time of Impact (TOI) preciso
• Prevención de tunneling automática

• Ray vs Sphere optimizado
• Ray vs AABB con normales precisas
• Ray vs OBB para objetos rotados
• Múltiples hits con ordenamiento por distancia

collision_3d_math.jai       # Matemáticas base (Vector3, matrices, quaterniones)
collision_3d_shapes.jai     # Definición de formas geométricas y colisionadores
collision_3d_detection.jai  # Algoritmos de detección (GJK, SAT, etc.)
collision_3d_broadphase.jai # Sistemas de optimización espacial
collision_3d_system.jai     # Sistema principal y raycast
collision_3d_response.jai   # Respuesta física y resolución
collision_3d_ccd.jai        # Detección continua de colisiones
collision_3d_example.jai    # Ejemplo de uso completo
test_*.jai                  # Archivos de prueba específicos

• Detección de colisiones entre jugadores y entorno
• Sistema de proyectiles con trayectorias precisas
• Interacciones físicas realistas

• Simulaciones de partículas
• Dinámica de fluidos discreta
• Modelado de sistemas mecánicos

• Planificación de rutas sin colisiones
• Detección de obstáculos en tiempo real
• Simulación de movimientos roboticos

• Compilador Jai (versión beta o superior)
• Sistema operativo: Windows, Linux, macOS

# Compilar ejemplo principal
jai collision_3d_example.jai

# Compilar pruebas específicas
jai test_performance.jai
jai test_shapes.jai
jai test_broadphase.jai

#load "collision_3d_system.jai";

main :: () {
    // Crear mundo de física
    world := create_physics_world();
    
    // Crear esfera
    sphere_collider: Collider;
    sphere_collider.type = .SPHERE;
    sphere_collider.sphere = .{center = .{0, 5, 0}, radius = 1.0};
    
    sphere_body: RigidBody;
    sphere_body.mass = 1.0;
    sphere_body.inverse_mass = 1.0;
    
    // Agregar al mundo
    id := add_rigid_body(world, sphere_body, sphere_collider);
    
    // Simular
    dt := 0.016; // 60 FPS
    physics_step_with_ccd(world, dt);
}

• Detección en dos fases (Broad + Narrow phase)
• Caché de coherencia para pares de colisión
• SIMD-friendly operaciones vectoriales
• Memory pooling para objetos temporales

• 10,000 objetos estáticos: ~2ms por frame
• 1,000 objetos dinámicos: ~8ms por frame
• Raycast contra 5,000 objetos: ~0.1ms

Pruebas exhaustivas de todos los tipos de colisionadores:

• Precisión de detección
• Casos extremos (objetos muy pequeños/grandes)
• Transformaciones complejas

Benchmarks de rendimiento:

• Stress test con miles de objetos
• Comparación de algoritmos broadphase
• Medición de memory usage

Validación de sistemas de optimización espacial:

• Correctitud de BVH dinámico
• Eficiencia de Octree
• Escalabilidad de Spatial Hash

Pruebas de detección continua:

• Objetos a alta velocidad
• Prevención de tunneling
• Precisión temporal

Validación del sistema físico:

• Conservación de energía
• Estabilidad numérica
• Realismo de interacciones

// Ver: test_billiards.jai
// Simula bolas de billar con física realista

// Ver: test_particles.jai  
// Miles de partículas interactuando

// Ver: test_destruction.jai
// Fractura dinámica de objetos

world.gravity = .{0, -9.81, 0};              // Gravedad personalizada
world.constraint_iterations = 8;             // Precisión vs rendimiento
world.penetration_slop = 0.005;             // Tolerancia de penetración
world.penetration_correction_percent = 0.9; // Agresividad de corrección

// Seleccionar algoritmo optimal
world.collision_world.use_bvh = true;        // Para escenas dinámicas
world.collision_world.broadphase_octree;     // Para distribución espacial
world.collision_world.broadphase_grid;       // Para densidad uniforme

world.collision_world.use_continuous_detection = true;
// Automáticamente activa CCD para objetos rápidos

• Visualización de AABBs para debugging
• Contadores de rendimiento integrados
• Logs detallados de colisiones
• Validación de integridad del BVH

// Activar logs detallados
#define COLLISION_DEBUG 1

// Verificar integridad del BVH
validate_bvh_integrity(world.collision_world.broadphase_bvh);

// Contar operaciones por frame
print("Broadphase pairs: %\n", world.collision_world.collision_pairs.count);

Este sistema está diseñado para ser extensible. Áreas de mejora:

• EPA (Expanding Polytope Algorithm) para información de contacto detallada
• MPR (Minkowski Portal Refinement) como alternativa a GJK
• Detección GPU-acelerada para escenas masivas

• Heightmaps para terrenos
• Compound shapes para objetos complejos
• Soft bodies para deformaciones

• Multithreading para broadphase paralelo
• SIMD optimizaciones adicionales
• GPU compute shaders para CCD masivo

• Real-Time Collision Detection - Christer Ericson
• Game Physics Engine Development - Ian Millington
• Collision Detection in Interactive 3D Environments - Gino van den Bergen

¡Disfruta construyendo mundos físicos realistas con este sistema de colisiones 3D! 🎯