使用ImGui调试物理模拟

我们在写物理引擎和Demo时，或者研究Box2D和Bullet等物理引擎时，我们都会遇到一个问题：大量的参数调整，通过改参数来观察物理现象，来进行调试。这个过程，不断的改代码，编译，特别耗费时间。使用ImgGui可以很大程度解决这个问题。

ImGui介绍

ImGui = Immediate Mode GUI（即时模式 GUI）,和传统 UI（按钮是一个对象、生命周期很长）不同，每一帧都会被“重新声明一遍”。UI 不保存状态，状态只存在于业务代码中。它是为调试、工具、实验而生的，不是为产品 UI 生的。ImGui的Git项目，在这里。

ImGui工作原理

ImGui的核心工作原理,本质上是一个每帧循环，流程如下：

1. 平台层输入:操作系统或平台（SDL、GLFW、Win32 等）收集鼠标、键盘、滚轮、窗口尺寸等输入信息。
2. ImGui IO 更新:平台层把这些输入写入 ImGuiIO，供 ImGui 内部使用。
3. ImGui::NewFrame():开始新的一帧，清理上一帧临时数据，初始化布局、活跃控件状态和帧上下文。
4. 构建 UI（Immediate Mode）:通过函数调用声明界面元素（按钮、滑条等），每一帧重新生成 UI，而不是依赖长期对象。
5. 布局 + 交互 + ID 解析:计算控件位置和大小，判断输入是否命中控件，并根据 ID 系统处理交互状态（激活、拖拽等）。
6. ImGui::Render():把当前帧的 UI 信息转换成纯渲染数据（Draw Data），不再包含 UI 逻辑。
7. 生成 Draw Data:整理顶点、索引和绘制命令，形成渲染用的数据列表。
8. 后端渲染执行:渲染后端（OpenGL、Vulkan、DirectX 等）读取 Draw Data，上传 GPU 并执行绘制，将 UI 显示在屏幕上。

物理模拟调试分类

这是我会长期使用、也非常适合物理模拟研究的一种划分。

1. 物体系统控制（Simulation Control）

物理系统基本控制：包括 Pause / Step / Fixed dt/ Sub step。

2. 世界级参数（World / Environment）

物理参数：重力 / 全局阻尼 / 全局速度和角速度控制 / Sleeping阈值

3. 刚体与形状（Rigid Body & Shape）

刚体参数：Mass / Damping / Friction / Locked Freedom

4. 约束与求解器（Constraint & Solver）

求解约束器相关参数：solver interation, Baumgarte, Warming start, 约束切换

5. 可视化与诊断（Debug Visualization & Diagnostics）

显示开关：AABB， 接触点，法线，睡眠状态.

6. 统计信息(Debug Info)

刚体个数、接触点数、约束个数、FPS等。