Fixed Substepping（フレームレート非依存化）

バージョン情報

v1.21.0で追加。**デフォルトで有効（ON）**です。

Fixed Substepping は、シミュレーション全体を固定タイムステップ（FixedDt = 1 / TargetFramerate）で必要回数だけ実行することで、フレームレートに依存しない安定した物理挙動を実現する機能です。

解決する課題

従来の処理では、1フレームを実際の DeltaTime でそのまま積分していたため、フレームレートが変わると揺れ方・収束・たわみ（sag）が変化してしまう問題がありました（例: 60fpsと30fpsで見た目が一致しない）。

特に重力による積分誤差はフレームレートの影響を強く受けるため、Damping の正規化だけでは解消できませんでした。Fixed Substepping は、ソルバ全体を固定 dt で回すことでこの問題を根本的に解決します。

プロジェクト全体の設定として、Project Settings > Plugins > Kawaii Physics から変更できます（プロジェクト設定も参照）。

固定サブステップの有効化 - シミュレーション全体を固定タイムステップでサブステップ実行し、フレームレート依存の挙動を解消します。

最大サブステップ数 - 1フレームあたりの最大サブステップ数です。低fps・ヒッチ時の暴走（spiral of death）を防ぐ上限で、これを超える分の時間は破棄されます。

実フレーム時間 DeltaTime をアキュムレータに溜め、固定内部ステップ FixedDt でソルバを必要回数だけ回します（standard な fixed-timestep accumulator パターン）。

1フレームの実時間を蓄積
    ↓
FixedDt（= 1 / TargetFramerate）ごとに分割
    ↓
分割した回数だけソルバを実行（コリジョン・拘束・外力を含む）
    ↓
余った時間は次フレームに繰り越し

Fixed Substeppingの概念図

実フレーム時間を固定dtのサブステップに分割。60fpsと30fpsで同じ総シミュレート時間に到達し、揺れ方が一致する。

FixedDt は各ノードの Target Framerate（既定60、KawaiiPhysics カテゴリ）から算出されます。
低fps時はサブステップ数が増えるため、CPU負荷が上がります（最大で Max Substeps 倍）。Max Substeps を超える時間は破棄され、ヒッチ後の暴走を防ぎます。
高fps時（DeltaTime < FixedDt）は、そのフレームのサブステップ数が0になることがあり、前回の状態を維持します。

内部的な動作

サブステップ中は入力アニメーションのポーズ目標を Lerp / Slerp で補間し、風・重力・外力は毎サブステップ適用されます。風のシーン問い合わせは毎フレーム1回だけキャッシュされるため、ワーカースレッドの安全性も保たれています。

v1.21.0での挙動変更

Fixed Substepping は v1.21.0でデフォルト有効（ON） になりました。これにより、以前のバージョンと比べて揺れ方がわずかに変化する場合があります（より安定した挙動になります）。

過去バージョンと完全に同じ挙動が必要な場合は、Use Fixed Substepping を OFF にしてください。OFF時は従来の単一ステップ積分（legacy パス）で動作します。

低fps時のサブステップ増による負荷は、コンソールコマンドで確認できます。

stat KawaiiPhysics
stat Anim

Target Framerate を必要以上に高く設定するとサブステップ数が増えて負荷が上がるため、対象に合った値（多くの場合60）を設定してください。