rigidbody math corrections & ragdoll tweaks for stability
[carveJwlIkooP6JGAAIwe30JlM.git] / rigidbody.h
index 8489dbccf830ed1a527d1b17906e27bbe5a63f6d..992bdba981ffcc6b9b5e875f095383c9ef351dae 100644 (file)
@@ -31,7 +31,7 @@ static const float
    k_damp_linear      = 0.1f,               /* scale velocity 1/(1+x) */
    k_damp_angular     = 0.1f,                /* scale angular  1/(1+x) */
    k_penetration_slop = 0.01f,
-   k_inertia_scale    = 8.0f,
+   k_inertia_scale    = 4.0f,
    k_phys_baumgarte   = 0.2f,
    k_gravity          = 9.6f;
 
@@ -81,7 +81,6 @@ struct rigidbody{
    float inv_mass;
 
    /* inertia model and inverse world tensor */
-   v3f I;
    m3x3f iI, iIw;
    m4x3f to_world, to_local;
 };
@@ -105,7 +104,7 @@ struct rb_object{
    inf;
 };
 
-VG_STATIC struct contact{
+static struct contact{
    rigidbody *rba, *rbb;
    v3f co, n;
    v3f t[2];
@@ -117,7 +116,7 @@ VG_STATIC struct contact{
    enum contact_type type;
 }
 rb_contact_buffer[256];
-VG_STATIC int rb_contact_count = 0;
+static int rb_contact_count = 0;
 
 typedef struct rb_constr_pos rb_constr_pos;
 typedef struct rb_constr_swingtwist rb_constr_swingtwist;
@@ -139,6 +138,8 @@ struct rb_constr_swingtwist{
 
    float conet;
    float tangent_mass, axis_mass;
+
+   f32 conv_tangent, conv_axis;
 };
 
 /*
@@ -147,7 +148,7 @@ struct rb_constr_swingtwist{
  * -----------------------------------------------------------------------------
  */
 
-VG_STATIC void rb_debug_contact( rb_ct *ct ){
+static void rb_debug_contact( rb_ct *ct ){
    v3f p1;
    v3_muladds( ct->co, ct->n, 0.05f, p1 );
 
@@ -162,7 +163,7 @@ VG_STATIC void rb_debug_contact( rb_ct *ct ){
 }
 
 
-VG_STATIC void rb_object_debug( rb_object *obj, u32 colour ){
+static void rb_object_debug( rb_object *obj, u32 colour ){
    if( obj->type == k_rb_shape_box ){
       v3f *box = obj->rb.bbx;
       vg_line_boxf_transformed( obj->rb.to_world, obj->rb.bbx, colour );
@@ -191,24 +192,25 @@ VG_STATIC void rb_object_debug( rb_object *obj, u32 colour ){
 /*
  * Update world space bounding box based on local one
  */
-VG_STATIC void rb_update_bounds( rigidbody *rb )
-{
-   box_copy( rb->bbx, rb->bbx_world );
-   m4x3_transform_aabb( rb->to_world, rb->bbx_world );
+static void rb_update_bounds( rigidbody *rb ){
+   box_init_inf( rb->bbx_world );
+   m4x3_expand_aabb_aabb( rb->to_world, rb->bbx_world, rb->bbx );
 }
 
 /*
  * Commit transform to rigidbody. Updates matrices
  */
-VG_STATIC void rb_update_transform( rigidbody *rb )
+static void rb_update_transform( rigidbody *rb )
 {
    q_normalize( rb->q );
    q_m3x3( rb->q, rb->to_world );
    v3_copy( rb->co, rb->to_world[3] );
 
    m4x3_invert_affine( rb->to_world, rb->to_local );
-   m3x3_mul( rb->iI, rb->to_local, rb->iIw );
-   m3x3_mul( rb->to_world, rb->iIw, rb->iIw );
+
+   /* I = R I_0 R^T */
+   m3x3_mul( rb->to_world, rb->iI, rb->iIw );
+   m3x3_mul( rb->iIw, rb->to_local, rb->iIw );
 
    rb_update_bounds( rb );
 }
@@ -217,7 +219,7 @@ VG_STATIC void rb_update_transform( rigidbody *rb )
  * Extrapolate rigidbody into a transform based on vg accumulator.
  * Useful for rendering
  */
-VG_STATIC void rb_extrapolate( rigidbody *rb, v3f co, v4f q )
+static void rb_extrapolate( rigidbody *rb, v3f co, v4f q )
 {
    float substep = vg.time_fixed_extrapolate;
    v3_muladds( rb->co, rb->v, k_rb_delta*substep, co );
@@ -241,7 +243,7 @@ VG_STATIC void rb_extrapolate( rigidbody *rb, v3f co, v4f q )
 /*
  * Initialize rigidbody and calculate masses, inertia
  */
-VG_STATIC void rb_init_object( rb_object *obj ){
+static void rb_init_object( rb_object *obj, f32 inertia_scale ){
    float volume = 1.0f;
    int inert = 0;
 
@@ -272,38 +274,68 @@ VG_STATIC void rb_init_object( rb_object *obj ){
 
    if( inert ){
       obj->rb.inv_mass = 0.0f;
-      v3_zero( obj->rb.I );
       m3x3_zero( obj->rb.iI );
    }
    else{
-      float mass = 2.0f*volume;
+      f32 mass = 8.0f*volume;
       obj->rb.inv_mass = 1.0f/mass;
 
-      v3f extent;
+      v3f extent, com;
       v3_sub( obj->rb.bbx[1], obj->rb.bbx[0], extent );
-      v3_muls( extent, 0.5f, extent );
+      v3_muladds( obj->rb.bbx[0], extent, 0.5f, com );
 
       /* local intertia tensor */
-      float scale = k_inertia_scale;
-      float ex2 = scale*extent[0]*extent[0],
-            ey2 = scale*extent[1]*extent[1],
-            ez2 = scale*extent[2]*extent[2];
-
-      obj->rb.I[0] = ((1.0f/12.0f) * mass * (ey2+ez2));
-      obj->rb.I[1] = ((1.0f/12.0f) * mass * (ex2+ez2));
-      obj->rb.I[2] = ((1.0f/12.0f) * mass * (ex2+ey2));
-
-      m3x3_identity( obj->rb.iI );
-      obj->rb.iI[0][0] = obj->rb.I[0];
-      obj->rb.iI[1][1] = obj->rb.I[1];
-      obj->rb.iI[2][2] = obj->rb.I[2];
-      m3x3_inv( obj->rb.iI, obj->rb.iI );
+      f32 ex2 = extent[0]*extent[0],
+          ey2 = extent[1]*extent[1],
+          ez2 = extent[2]*extent[2];
+
+      /* compute inertia tensor */
+      v3f I;
+
+      if( obj->type == k_rb_shape_box ){
+         I[0] = inertia_scale * (ey2+ez2) * mass * (1.0f/12.0f);
+         I[1] = inertia_scale * (ex2+ez2) * mass * (1.0f/12.0f);
+         I[2] = inertia_scale * (ex2+ey2) * mass * (1.0f/12.0f);
+      }
+      else if( obj->type == k_rb_shape_sphere ){
+         f32 r = obj->inf.sphere.radius;
+         v3_fill( I, inertia_scale * r*r * mass * (2.0f/5.0f) );
+      }
+      else if( obj->type == k_rb_shape_capsule ){
+         f32 r = obj->inf.capsule.radius;
+         I[1] = inertia_scale * r*r * mass * (2.0f/5.0f);
+         I[0] = inertia_scale * (ey2+ez2) * mass * (1.0f/12.0f);
+         I[2] = inertia_scale * (ey2+ex2) * mass * (1.0f/12.0f);
+      }
+      else {
+         vg_fatal_error( "" );
+      }
+
+      m3x3f i;
+      m3x3_identity( i );
+      m3x3_setdiagonalv3( i, I );
+
+      /* compute translation */
+      m3x3f i_t, i_t_outer, i_t_scale;
+      m3x3_diagonal( i_t, v3_dot(com,com) );
+      m3x3_outer_product( i_t_outer, com, com );
+      m3x3_sub( i_t, i_t_outer, i_t );
+      m3x3_diagonal( i_t_scale, mass );
+      m3x3_mul( i_t_scale, i_t, i_t );
+
+      /* TODO: compute rotation */
+
+      /* add Ic and Ict */
+      m3x3_add( i, i_t, i );
+
+      /* store as inverted */
+      m3x3_inv( i, obj->rb.iI );
    }
 
    rb_update_transform( &obj->rb );
 }
 
-VG_STATIC void rb_iter( rigidbody *rb ){
+static void rb_iter( rigidbody *rb ){
    if( !vg_validf( rb->v[0] ) ||
        !vg_validf( rb->v[1] ) ||
        !vg_validf( rb->v[2] ) )
@@ -331,9 +363,11 @@ VG_STATIC void rb_iter( rigidbody *rb ){
       q_mul( rotation, rb->q, rb->q );
    }
 
+#if 0
    /* damping */
    v3_muls( rb->v, 1.0f/(1.0f+k_rb_delta*k_damp_linear), rb->v );
    v3_muls( rb->w, 1.0f/(1.0f+k_rb_delta*k_damp_angular), rb->w );
+#endif
 }
 
 
@@ -346,7 +380,7 @@ VG_STATIC void rb_iter( rigidbody *rb ){
 /* 
  * Project AABB, and triangle interval onto axis to check if they overlap
  */
-VG_STATIC int rb_box_triangle_interval( v3f extent, v3f axis, v3f tri[3] ){
+static int rb_box_triangle_interval( v3f extent, v3f axis, v3f tri[3] ){
    float 
 
    r = extent[0] * fabsf(axis[0]) +
@@ -366,7 +400,7 @@ VG_STATIC int rb_box_triangle_interval( v3f extent, v3f axis, v3f tri[3] ){
 /*
  * Seperating axis test box vs triangle
  */
-VG_STATIC int rb_box_triangle_sat( v3f extent, v3f center,
+static int rb_box_triangle_sat( v3f extent, v3f center,
                                    m4x3f to_local, v3f tri_src[3] ){
    v3f tri[3];
 
@@ -413,7 +447,7 @@ VG_STATIC int rb_box_triangle_sat( v3f extent, v3f center,
  * -----------------------------------------------------------------------------
  */
 
-VG_STATIC int rb_manifold_apply_filtered( rb_ct *man, int len ){
+static int rb_manifold_apply_filtered( rb_ct *man, int len ){
    int k = 0;
 
    for( int i=0; i<len; i++ ){
@@ -431,7 +465,7 @@ VG_STATIC int rb_manifold_apply_filtered( rb_ct *man, int len ){
 /*
  * Merge two contacts if they are within radius(r) of eachother
  */
-VG_STATIC void rb_manifold_contact_weld( rb_ct *ci, rb_ct *cj, float r ){
+static void rb_manifold_contact_weld( rb_ct *ci, rb_ct *cj, float r ){
    if( v3_dist2( ci->co, cj->co ) < r*r ){
       cj->type = k_contact_type_disabled;
       ci->p = (ci->p + cj->p) * 0.5f;
@@ -462,7 +496,7 @@ VG_STATIC void rb_manifold_contact_weld( rb_ct *ci, rb_ct *cj, float r ){
 /*
  * 
  */
-VG_STATIC void rb_manifold_filter_joint_edges( rb_ct *man, int len, float r ){
+static void rb_manifold_filter_joint_edges( rb_ct *man, int len, float r ){
    for( int i=0; i<len-1; i++ ){
       rb_ct *ci = &man[i];
       if( ci->type != k_contact_type_edge ) 
@@ -481,7 +515,7 @@ VG_STATIC void rb_manifold_filter_joint_edges( rb_ct *man, int len, float r ){
 /*
  * Resolve overlapping pairs
  */
-VG_STATIC void rb_manifold_filter_pairs( rb_ct *man, int len, float r ){
+static void rb_manifold_filter_pairs( rb_ct *man, int len, float r ){
    for( int i=0; i<len-1; i++ ){
       rb_ct *ci = &man[i];
       int similar = 0;
@@ -517,7 +551,7 @@ VG_STATIC void rb_manifold_filter_pairs( rb_ct *man, int len, float r ){
 /* 
  * Remove contacts that are facing away from A
  */
-VG_STATIC void rb_manifold_filter_backface( rb_ct *man, int len ){
+static void rb_manifold_filter_backface( rb_ct *man, int len ){
    for( int i=0; i<len; i++ ){
       rb_ct *ct = &man[i];
       if( ct->type == k_contact_type_disabled ) 
@@ -534,7 +568,7 @@ VG_STATIC void rb_manifold_filter_backface( rb_ct *man, int len ){
 /*
  * Filter out duplicate coplanar results. Good for spheres.
  */
-VG_STATIC void rb_manifold_filter_coplanar( rb_ct *man, int len, float w ){
+static void rb_manifold_filter_coplanar( rb_ct *man, int len, float w ){
    for( int i=0; i<len; i++ ){
       rb_ct *ci = &man[i];
       if( ci->type == k_contact_type_disabled ||
@@ -598,7 +632,7 @@ struct capsule_manifold{
  * Expand a line manifold with a new pair. t value is the time along segment
  * on the oriented object which created this pair.
  */
-VG_STATIC void rb_capsule_manifold( v3f pa, v3f pb, float t, float r, 
+static void rb_capsule_manifold( v3f pa, v3f pb, float t, float r, 
                                     capsule_manifold *manifold ){
    v3f delta;
    v3_sub( pa, pb, delta );
@@ -618,12 +652,12 @@ VG_STATIC void rb_capsule_manifold( v3f pa, v3f pb, float t, float r,
    }
 }
 
-VG_STATIC void rb_capsule_manifold_init( capsule_manifold *manifold ){
+static void rb_capsule_manifold_init( capsule_manifold *manifold ){
    manifold->t0 =  INFINITY;
    manifold->t1 = -INFINITY;
 }
 
-VG_STATIC int rb_capsule__manifold_done( m4x3f mtx, rb_capsule *c,
+static int rb_capsule__manifold_done( m4x3f mtx, rb_capsule *c,
                                          capsule_manifold *manifold,
                                          rb_ct *buf ){
    v3f p0, p1;
@@ -674,7 +708,7 @@ VG_STATIC int rb_capsule__manifold_done( m4x3f mtx, rb_capsule *c,
    return count;
 }
 
-VG_STATIC int rb_capsule_sphere( rb_object *obja, rb_object *objb, rb_ct *buf ){
+static int rb_capsule_sphere( rb_object *obja, rb_object *objb, rb_ct *buf ){
    rigidbody *rba = &obja->rb, *rbb = &objb->rb;
    float h = obja->inf.capsule.height,
         ra = obja->inf.capsule.radius,
@@ -714,7 +748,7 @@ VG_STATIC int rb_capsule_sphere( rb_object *obja, rb_object *objb, rb_ct *buf ){
    return 0;
 }
 
-VG_STATIC int rb_capsule__capsule( m4x3f mtxA, rb_capsule *ca,
+static int rb_capsule__capsule( m4x3f mtxA, rb_capsule *ca,
                                    m4x3f mtxB, rb_capsule *cb, rb_ct *buf ){
    float ha = ca->height,
          hb = cb->height,
@@ -749,7 +783,7 @@ VG_STATIC int rb_capsule__capsule( m4x3f mtxA, rb_capsule *ca,
    return rb_capsule__manifold_done( mtxA, ca, &manifold, buf );
 }
 
-VG_STATIC int rb_sphere_box( rb_object *obja, rb_object *objb, rb_ct *buf ){
+static int rb_sphere_box( rb_object *obja, rb_object *objb, rb_ct *buf ){
    v3f co, delta;
    rigidbody *rba = &obja->rb, *rbb = &objb->rb;
 
@@ -804,7 +838,7 @@ VG_STATIC int rb_sphere_box( rb_object *obja, rb_object *objb, rb_ct *buf ){
    return 0;
 }
 
-VG_STATIC int rb_sphere_sphere( rb_object *obja, rb_object *objb, rb_ct *buf ){
+static int rb_sphere_sphere( rb_object *obja, rb_object *objb, rb_ct *buf ){
    rigidbody *rba = &obja->rb, *rbb = &objb->rb;
    v3f delta;
    v3_sub( rba->co, rbb->co, delta );
@@ -833,7 +867,7 @@ VG_STATIC int rb_sphere_sphere( rb_object *obja, rb_object *objb, rb_ct *buf ){
    return 0;
 }
 
-VG_STATIC int rb_sphere__triangle( m4x3f mtxA, rb_sphere *b,
+static int rb_sphere__triangle( m4x3f mtxA, rb_sphere *b,
                                    v3f tri[3], rb_ct *buf ){
    v3f delta, co;
    enum contact_type type = closest_on_triangle_1( mtxA[3], tri, co );
@@ -853,7 +887,9 @@ VG_STATIC int rb_sphere__triangle( m4x3f mtxA, rb_sphere *b,
       v3_copy( tn, ct->n );
 
       if( v3_length2( ct->n ) <= 0.00001f ){
+#ifdef RIGIDBODY_CRY_ABOUT_EVERYTHING
          vg_error( "Zero area triangle!\n" );
+#endif
          return 0;
       }
 
@@ -870,8 +906,9 @@ VG_STATIC int rb_sphere__triangle( m4x3f mtxA, rb_sphere *b,
    return 0;
 }
 
-VG_STATIC int rb_sphere__scene( m4x3f mtxA, rb_sphere *b,
-                                m4x3f mtxB, rb_scene *s, rb_ct *buf ){
+static int rb_sphere__scene( m4x3f mtxA, rb_sphere *b,
+                                m4x3f mtxB, rb_scene *s, rb_ct *buf, 
+                                u16 ignore ){
    scene_context *sc = s->bh_scene->user;
 
    int count = 0;
@@ -889,6 +926,8 @@ VG_STATIC int rb_sphere__scene( m4x3f mtxA, rb_sphere *b,
       u32 *ptri = &sc->arrindices[ idx*3 ];
       v3f tri[3];
 
+      if( sc->arrvertices[ptri[0]].flags & ignore ) continue;
+
       for( int j=0; j<3; j++ )
          v3_copy( sc->arrvertices[ptri[j]].co, tri[j] );
       
@@ -910,8 +949,8 @@ VG_STATIC int rb_sphere__scene( m4x3f mtxA, rb_sphere *b,
    return count;
 }
 
-VG_STATIC int rb_box__scene( m4x3f mtxA, boxf bbx,
-                             m4x3f mtxB, rb_scene *s, rb_ct *buf ){
+static int rb_box__scene( m4x3f mtxA, boxf bbx,
+                             m4x3f mtxB, rb_scene *s, rb_ct *buf, u16 ignore ){
    scene_context *sc = s->bh_scene->user;
    v3f tri[3];
 
@@ -941,6 +980,7 @@ VG_STATIC int rb_box__scene( m4x3f mtxA, boxf bbx,
    
    while( bh_next( s->bh_scene, &it, &idx ) ){
       u32 *ptri = &sc->arrindices[ idx*3 ];
+      if( sc->arrvertices[ptri[0]].flags & ignore ) continue;
 
       for( int j=0; j<3; j++ )
          v3_copy( sc->arrvertices[ptri[j]].co, tri[j] );
@@ -961,6 +1001,14 @@ VG_STATIC int rb_box__scene( m4x3f mtxA, boxf bbx,
       v3_sub( tri[1], tri[0], v0 );
       v3_sub( tri[2], tri[0], v1 );
       v3_cross( v0, v1, n );
+
+      if( v3_length2( n ) <= 0.00001f ){
+#ifdef RIGIDBODY_CRY_ABOUT_EVERYTHING
+         vg_error( "Zero area triangle!\n" );
+#endif
+         return 0;
+      }
+
       v3_normalize( n );
 
       /* find best feature */
@@ -1055,7 +1103,7 @@ VG_STATIC int rb_box__scene( m4x3f mtxA, boxf bbx,
    return count;
 }
 
-VG_STATIC int rb_capsule__triangle( m4x3f mtxA, rb_capsule *c,
+static int rb_capsule__triangle( m4x3f mtxA, rb_capsule *c,
                                     v3f tri[3], rb_ct *buf ){
    v3f pc, p0w, p1w;
    v3_muladds( mtxA[3], mtxA[1], -c->height*0.5f+c->radius, p0w );
@@ -1063,6 +1111,48 @@ VG_STATIC int rb_capsule__triangle( m4x3f mtxA, rb_capsule *c,
 
    capsule_manifold manifold;
    rb_capsule_manifold_init( &manifold );
+
+   v3f v0, v1, n;
+   v3_sub( tri[1], tri[0], v0 );
+   v3_sub( tri[2], tri[0], v1 );
+   v3_cross( v0, v1, n );
+
+   if( v3_length2( n ) <= 0.00001f ){
+#ifdef RIGIDBODY_CRY_ABOUT_EVERYTHING
+      vg_error( "Zero area triangle!\n" );
+#endif
+      return 0;
+   }
+
+   v3_normalize( n );
+
+#if 1
+   /* deep penetration recovery. for when we clip through the triangles. so its
+    * not very 'correct' */
+   f32 dist;
+   if( ray_tri( tri, p0w, mtxA[1], &dist, 1 ) ){
+      f32 l = c->height - c->radius*2.0f;
+      if( (dist >= 0.0f) && (dist < l) ){
+         v3f co;
+         v3_muladds( p0w, mtxA[1], dist, co );
+         vg_line_point( co, 0.02f, 0xffffff00 );
+
+         v3f d0, d1;
+         v3_sub( p0w, co, d0 );
+         v3_sub( p1w, co, d1 );
+
+         f32 p = vg_minf( v3_dot( n, d0 ), v3_dot( n, d1 ) ) - c->radius;
+         
+         rb_ct *ct = buf;
+         ct->p = -p;
+         ct->type = k_contact_type_default;
+         v3_copy( n, ct->n );
+         v3_muladds( co, n, p, ct->co );
+
+         return 1;
+      }
+   }
+#endif
    
    v3f c0, c1;
    closest_on_triangle_1( p0w, tri, c0 );
@@ -1077,12 +1167,13 @@ VG_STATIC int rb_capsule__triangle( m4x3f mtxA, rb_capsule *c,
    v3_normalize(d1);
    v3_normalize(da);
 
+   /* the two balls at the ends */
    if( v3_dot( da, d0 ) <= 0.01f )
       rb_capsule_manifold( p0w, c0, 0.0f, c->radius, &manifold );
-
    if( v3_dot( da, d1 ) >= -0.01f )
       rb_capsule_manifold( p1w, c1, 1.0f, c->radius, &manifold );
 
+   /* the edges to edges */
    for( int i=0; i<3; i++ ){
       int i0 = i,
           i1 = (i+1)%3;
@@ -1093,18 +1184,6 @@ VG_STATIC int rb_capsule__triangle( m4x3f mtxA, rb_capsule *c,
       rb_capsule_manifold( ca, cb, ta, c->radius, &manifold );
    }
 
-   v3f v0, v1, n;
-   v3_sub( tri[1], tri[0], v0 );
-   v3_sub( tri[2], tri[0], v1 );
-   v3_cross( v0, v1, n );
-
-   if( v3_length2( n ) <= 0.00001f ){
-      vg_error( "Zero area triangle!\n" );
-      return 0;
-   }
-
-   v3_normalize( n );
-
    int count = rb_capsule__manifold_done( mtxA, c, &manifold, buf );
    for( int i=0; i<count; i++ )
       v3_copy( n, buf[i].n );
@@ -1113,9 +1192,9 @@ VG_STATIC int rb_capsule__triangle( m4x3f mtxA, rb_capsule *c,
 }
 
 /* mtxB is defined only for tradition; it is not used currently */
-VG_STATIC int rb_capsule__scene( m4x3f mtxA, rb_capsule *c,
+static int rb_capsule__scene( m4x3f mtxA, rb_capsule *c,
                                  m4x3f mtxB, rb_scene *s, 
-                                 rb_ct *buf ){
+                                 rb_ct *buf, u16 ignore ){
    int count = 0;
 
    boxf bbx;
@@ -1129,8 +1208,9 @@ VG_STATIC int rb_capsule__scene( m4x3f mtxA, rb_capsule *c,
    i32 idx;
    while( bh_next( s->bh_scene, &it, &idx ) ){
       u32 *ptri = &sc->arrindices[ idx*3 ];
-      v3f tri[3];
+      if( sc->arrvertices[ptri[0]].flags & ignore ) continue;
 
+      v3f tri[3];
       for( int j=0; j<3; j++ )
          v3_copy( sc->arrvertices[ptri[j]].co, tri[j] );
       
@@ -1148,14 +1228,14 @@ VG_STATIC int rb_capsule__scene( m4x3f mtxA, rb_capsule *c,
    return count;
 }
 
-VG_STATIC int rb_global_has_space( void ){
+static int rb_global_has_space( void ){
    if( rb_contact_count + 16 > vg_list_size(rb_contact_buffer) )
       return 0;
 
    return 1;
 }
 
-VG_STATIC rb_ct *rb_global_buffer( void ){
+static rb_ct *rb_global_buffer( void ){
    return &rb_contact_buffer[ rb_contact_count ];
 }
 
@@ -1165,16 +1245,16 @@ VG_STATIC rb_ct *rb_global_buffer( void ){
  * -----------------------------------------------------------------------------
  */
 
-VG_STATIC void rb_solver_reset(void){
+static void rb_solver_reset(void){
    rb_contact_count = 0;
 }
 
-VG_STATIC rb_ct *rb_global_ct(void){
+static rb_ct *rb_global_ct(void){
    return rb_contact_buffer + rb_contact_count;
 }
 
-VG_STATIC void rb_prepare_contact( rb_ct *ct, float timestep ){
-   ct->bias = -0.2f * (timestep*3600.0f) 
+static void rb_prepare_contact( rb_ct *ct, float timestep ){
+   ct->bias = -k_phys_baumgarte * (timestep*3600.0f) 
                * vg_minf( 0.0f, -ct->p+k_penetration_slop );
    
    v3_tangent_basis( ct->n, ct->t[0], ct->t[1] );
@@ -1184,7 +1264,7 @@ VG_STATIC void rb_prepare_contact( rb_ct *ct, float timestep ){
 }
 
 /* calculate total move. manifold should belong to ONE object only */
-VG_STATIC void rb_depenetrate( rb_ct *manifold, int len, v3f dt ){
+static void rb_depenetrate( rb_ct *manifold, int len, v3f dt ){
    v3_zero( dt );
 
    for( int j=0; j<7; j++ )
@@ -1205,7 +1285,7 @@ VG_STATIC void rb_depenetrate( rb_ct *manifold, int len, v3f dt ){
 /*
  * Initializing things like tangent vectors
  */
-VG_STATIC void rb_presolve_contacts( rb_ct *buffer, int len ){
+static void rb_presolve_contacts( rb_ct *buffer, int len ){
    for( int i=0; i<len; i++ ){
       rb_ct *ct = &buffer[i];
       rb_prepare_contact( ct, k_rb_delta );
@@ -1246,7 +1326,7 @@ VG_STATIC void rb_presolve_contacts( rb_ct *buffer, int len ){
 /*
  * Creates relative contact velocity vector
  */
-VG_STATIC void rb_rcv( rigidbody *rba, rigidbody *rbb, v3f ra, v3f rb, v3f rv ){
+static void rb_rcv( rigidbody *rba, rigidbody *rbb, v3f ra, v3f rb, v3f rv ){
    v3f rva, rvb;
    v3_cross( rba->w, ra, rva );
    v3_add(   rba->v, rva, rva );
@@ -1256,7 +1336,7 @@ VG_STATIC void rb_rcv( rigidbody *rba, rigidbody *rbb, v3f ra, v3f rb, v3f rv ){
    v3_sub( rva, rvb, rv );
 }
 
-VG_STATIC void rb_contact_restitution( rb_ct *ct, float cr ){
+static void rb_contact_restitution( rb_ct *ct, float cr ){
    v3f rv, ra, rb;
    v3_sub( ct->co, ct->rba->co, ra );
    v3_sub( ct->co, ct->rbb->co, rb );
@@ -1272,7 +1352,7 @@ VG_STATIC void rb_contact_restitution( rb_ct *ct, float cr ){
 /*
  * Apply impulse to object
  */
-VG_STATIC void rb_linear_impulse( rigidbody *rb, v3f delta, v3f impulse ){
+static void rb_linear_impulse( rigidbody *rb, v3f delta, v3f impulse ){
    /* linear */
    v3_muladds( rb->v, impulse,  rb->inv_mass, rb->v );
    
@@ -1287,7 +1367,7 @@ VG_STATIC void rb_linear_impulse( rigidbody *rb, v3f delta, v3f impulse ){
 /*
  * One iteration to solve the contact constraint
  */
-VG_STATIC void rb_solve_contacts( rb_ct *buf, int len ){
+static void rb_solve_contacts( rb_ct *buf, int len ){
    for( int i=0; i<len; i++ ){
       struct contact *ct = &buf[i];
 
@@ -1338,7 +1418,7 @@ VG_STATIC void rb_solve_contacts( rb_ct *buf, int len ){
  * -----------------------------------------------------------------------------
  */
 
-VG_STATIC void rb_debug_position_constraints( rb_constr_pos *buffer, int len ){
+static void rb_debug_position_constraints( rb_constr_pos *buffer, int len ){
    for( int i=0; i<len; i++ ){
       rb_constr_pos *constr = &buffer[i];
       rigidbody *rba = constr->rba, *rbb = constr->rbb;
@@ -1356,10 +1436,8 @@ VG_STATIC void rb_debug_position_constraints( rb_constr_pos *buffer, int len ){
    }
 }
 
-VG_STATIC void rb_presolve_swingtwist_constraints( rb_constr_swingtwist *buf,
+static void rb_presolve_swingtwist_constraints( rb_constr_swingtwist *buf,
                                                    int len ){
-   float size = 0.12f;
-
    for( int i=0; i<len; i++ ){
       rb_constr_swingtwist *st = &buf[ i ];
       
@@ -1447,7 +1525,7 @@ VG_STATIC void rb_presolve_swingtwist_constraints( rb_constr_swingtwist *buf,
    }
 }
 
-VG_STATIC void rb_debug_swingtwist_constraints( rb_constr_swingtwist *buf, 
+static void rb_debug_swingtwist_constraints( rb_constr_swingtwist *buf, 
                                                 int len ){
    float size = 0.12f;
 
@@ -1543,7 +1621,7 @@ VG_STATIC void rb_debug_swingtwist_constraints( rb_constr_swingtwist *buf,
 /*
  * Solve a list of positional constraints
  */
-VG_STATIC void rb_solve_position_constraints( rb_constr_pos *buf, int len ){
+static void rb_solve_position_constraints( rb_constr_pos *buf, int len ){
    for( int i=0; i<len; i++ ){
       rb_constr_pos *constr = &buf[i];
       rigidbody *rba = constr->rba, *rbb = constr->rbb;
@@ -1607,10 +1685,8 @@ VG_STATIC void rb_solve_position_constraints( rb_constr_pos *buf, int len ){
    }
 }
 
-VG_STATIC void rb_solve_swingtwist_constraints( rb_constr_swingtwist *buf, 
+static void rb_solve_swingtwist_constraints( rb_constr_swingtwist *buf, 
                                                 int len ){
-   float size = 0.12f;
-
    for( int i=0; i<len; i++ ){
       rb_constr_swingtwist *st = &buf[ i ];
 
@@ -1662,7 +1738,45 @@ VG_STATIC void rb_solve_swingtwist_constraints( rb_constr_swingtwist *buf,
    }
 }
 
-VG_STATIC void rb_solve_constr_angle( rigidbody *rba, rigidbody *rbb,
+/* debugging */
+static void rb_postsolve_swingtwist_constraints( rb_constr_swingtwist *buf, 
+                                                 u32 len ){
+   for( int i=0; i<len; i++ ){
+      rb_constr_swingtwist *st = &buf[ i ];
+
+      if( !st->axis_violation ){
+         st->conv_axis = 0.0f;
+         continue;
+      }
+
+      f32 rv = v3_dot( st->axis, st->rbb->w ) - 
+               v3_dot( st->axis, st->rba->w );
+
+      if( rv * (f32)st->axis_violation > 0.0f )
+         st->conv_axis = 0.0f;
+      else
+         st->conv_axis = rv;
+   }
+
+   for( int i=0; i<len; i++ ){
+      rb_constr_swingtwist *st = &buf[ i ];
+
+      if( !st->tangent_violation ){
+         st->conv_tangent = 0.0f;
+         continue;
+      }
+
+      f32 rv = v3_dot( st->tangent_axis, st->rbb->w ) - 
+               v3_dot( st->tangent_axis, st->rba->w );
+
+      if( rv > 0.0f )
+         st->conv_tangent = 0.0f;
+      else
+         st->conv_tangent = rv;
+   }
+}
+
+static void rb_solve_constr_angle( rigidbody *rba, rigidbody *rbb,
                                       v3f ra, v3f rb ){
    m3x3f ssra, ssrb, ssrat, ssrbt;
    m3x3f cma, cmb;
@@ -1704,7 +1818,7 @@ VG_STATIC void rb_solve_constr_angle( rigidbody *rba, rigidbody *rbb,
  * Correct position constraint drift errors
  * [ 0.0 <= amt <= 1.0 ]: the correction amount
  */
-VG_STATIC void rb_correct_position_constraints( rb_constr_pos *buf, int len, 
+static void rb_correct_position_constraints( rb_constr_pos *buf, int len, 
                                                 float amt ){
    for( int i=0; i<len; i++ ){
       rb_constr_pos *constr = &buf[i];
@@ -1717,12 +1831,20 @@ VG_STATIC void rb_correct_position_constraints( rb_constr_pos *buf, int len,
       v3_add( rbb->co, p1, p1 );
       v3_sub( p1, p0, d );
 
+#if 1
       v3_muladds( rbb->co, d, -1.0f * amt, rbb->co );
       rb_update_transform( rbb );
+#else
+      f32 mt = 1.0f/(rba->inv_mass+rbb->inv_mass),
+          a  = mt * (k_phys_baumgarte/k_rb_delta);
+
+      v3_muladds( rba->v, d, a* rba->inv_mass, rba->v );
+      v3_muladds( rbb->v, d, a*-rbb->inv_mass, rbb->v );
+#endif
    }
 }
 
-VG_STATIC void rb_correct_swingtwist_constraints( rb_constr_swingtwist *buf, 
+static void rb_correct_swingtwist_constraints( rb_constr_swingtwist *buf, 
                                                   int len, float amt ){
    for( int i=0; i<len; i++ ){
       rb_constr_swingtwist *st = &buf[i];
@@ -1733,16 +1855,23 @@ VG_STATIC void rb_correct_swingtwist_constraints( rb_constr_swingtwist *buf,
       v3f va;
       m3x3_mulv( st->rbb->to_world, st->coneva, va );
 
-      float angle = v3_dot( va, st->tangent_target );
+      f32 angle = v3_dot( va, st->tangent_target );
 
       if( fabsf(angle) < 0.9999f ){
          v3f axis;
          v3_cross( va, st->tangent_target, axis );
-
+#if 1
+         angle = acosf(angle) * amt;
          v4f correction;
-         q_axis_angle( correction, axis, acosf(angle) * amt );
+         q_axis_angle( correction, axis, angle );
          q_mul( correction, st->rbb->q, st->rbb->q );
          rb_update_transform( st->rbb );
+#else
+         f32 mt = 1.0f/(st->rba->inv_mass+st->rbb->inv_mass),
+             wa = mt * acosf(angle) * (k_phys_baumgarte/k_rb_delta);
+         //v3_muladds( st->rba->w, axis, wa*-st->rba->inv_mass, st->rba->w );
+         v3_muladds( st->rbb->w, axis, wa* st->rbb->inv_mass, st->rbb->w );
+#endif
       }
    }
 
@@ -1755,30 +1884,39 @@ VG_STATIC void rb_correct_swingtwist_constraints( rb_constr_swingtwist *buf,
       v3f vxb;
       m3x3_mulv( st->rbb->to_world, st->conevxb, vxb );
 
-      float angle = v3_dot( vxb, st->axis_target );
+      f32 angle = v3_dot( vxb, st->axis_target );
 
       if( fabsf(angle) < 0.9999f ){
          v3f axis;
          v3_cross( vxb, st->axis_target, axis );
 
+#if 1
+         angle = acosf(angle) * amt;
          v4f correction;
-         q_axis_angle( correction, axis, acosf(angle) * amt );
+         q_axis_angle( correction, axis, angle );
          q_mul( correction, st->rbb->q, st->rbb->q );
          rb_update_transform( st->rbb );
+#else
+         f32 mt = 1.0f/(st->rba->inv_mass+st->rbb->inv_mass),
+             wa = mt * acosf(angle) * (k_phys_baumgarte/k_rb_delta);
+         //v3_muladds( st->rba->w, axis, wa*-0.5f, st->rba->w );
+         v3_muladds( st->rbb->w, axis, wa* st->rbb->inv_mass, st->rbb->w );
+#endif
       }
    }
 }
 
-VG_STATIC void rb_correct_contact_constraints( rb_ct *buf, int len, float amt ){
+static void rb_correct_contact_constraints( rb_ct *buf, int len, float amt ){
    for( int i=0; i<len; i++ ){
       rb_ct *ct = &buf[i];
       rigidbody *rba = ct->rba,
                 *rbb = ct->rbb;
 
-      float mass_total = 1.0f / (rba->inv_mass + rbb->inv_mass);
+      f32 mass_total = 1.0f / (rba->inv_mass + rbb->inv_mass),
+          d = ct->p*mass_total*amt;
 
-      v3_muladds( rba->co, ct->n, -mass_total * rba->inv_mass, rba->co );
-      v3_muladds( rbb->co, ct->n,  mass_total * rbb->inv_mass, rbb->co );
+      v3_muladds( rba->co, ct->n, -d * rba->inv_mass, rba->co );
+      v3_muladds( rbb->co, ct->n,  d * rbb->inv_mass, rbb->co );
    }
 }
 
@@ -1787,7 +1925,7 @@ VG_STATIC void rb_correct_contact_constraints( rb_ct *buf, int len, float amt ){
  * Effectors
  */
 
-VG_STATIC void rb_effect_simple_bouyency( rigidbody *ra, v4f plane, 
+static void rb_effect_simple_bouyency( rigidbody *ra, v4f plane, 
                                           float amt, float drag ){
    /* float */
    float depth  = v3_dot( plane, ra->co ) - plane[3],
@@ -1802,7 +1940,7 @@ VG_STATIC void rb_effect_simple_bouyency( rigidbody *ra, v4f plane,
 /* apply a spring&dampener force to match ra(worldspace) on rigidbody, to 
  * rt(worldspace)
  */
-VG_STATIC void rb_effect_spring_target_vector( rigidbody *rba, v3f ra, v3f rt,
+static void rb_effect_spring_target_vector( rigidbody *rba, v3f ra, v3f rt,
                                                float spring, float dampening,
                                                float timestep ){
    float d = v3_dot( rt, ra );