最新の地球スケールシミュレーションでECEFと極座標のパフォーマンスに関する考慮

Question

地球の海上を何千もの船が移動し、長時間にわたって相互作用する数千の船舶が関与する新しいシミュレーションをスケッチしています。さまざまな環境条件のための領域検出と同様に、センサーと通信範囲のための "交差検出" WGS84ではなく球状の地球を仮定します。これは、リアルタイムゲームやそのようなものではなく、メトリックを吐き出すイベントステップシミュレーションです。

質問は、デカルト座標（地球中心、地球固定）または測地/極座標を使用することです。極座標では、船の軌跡は時間とその間の大きな円の経路を持つ一連の緯度/経度の中間地点として内部的に表現されます。デカルト表現では、ウェイポイントはそれらの間の大円のポリラインレンダリングと結びついています。

デカルトデータモデルに固執することで、パフォーマンスチューニングされたさまざまなジオメトリライブラリを使用でき、さらにSIMD/GPUのパフォーマンス上の利点を提供することができると考えられます。極座標は、最初からすべてを書き込むなら、おそらくより自然な方法で進むでしょう。しかし私はデカルトのものを保つことによって、より速く、より速いライブラリへのアクセスを増やすことができると考えています。これは無効な考えですか？もう一つの考慮点は、私が極座標計算が極の近くになると実際にねじれを起こす傾向があることを知っていることです。

経験を積んだ誰かが、いくつかのシナリオを両方の方法でプロトタイピングする時間を大幅に節約できるかどうか不思議です。

Answer 1

角度の代わりに単位ベクトルとして方向を表現することはしばしば効果的です。ベクトルを別の角度で回転させると、2x2または3x3のマットルム（SIMDで効率的ですが、FPの2つの数値をラジアンで加算するよりもさらに高価です）になりますが、まれにsin/cosを必要としません。

atan2に角度を付けることがよくありますが、通常はタイトループの内側にはありません。

交差検出は、別のXYZ +範囲が与えられているXYZ座標に対して非常に効率的（SIMD付き）です。どの緯度/経度ペアが特定の点の範囲内にあるかを、どのように効率的にチェックできるかはわかりませんが、私が見た問題はありません。

IDK既存の図書館でどのようなものが見つかるのか、それとも何をしたいのか。