Fizyka_dla_programistow_gier_fiprog.pdf

(1094 KB) Pobierz
IDZ DO
PRZYK£ADOWY ROZDZIA£
SPIS TRE CI
KATALOG KSI¥¯EK
KATALOG ONLINE
ZAMÓW DRUKOWANY KATALOG
Fizyka dla
programistów gier
Autor: David M. Bourg
T³umaczenie: Krzysztof Mas³owski
ISBN: 83-7361-152-5
Tytu³ orygina³u:
Physics for Game Developers
Format: B5, stron: 360
TWÓJ KOSZYK
DODAJ DO KOSZYKA
Stosowanie praw fizyki pomaga realistycznie i wiarygodnie modelowaæ w grach,
symulacjach i animacjach niemal wszystko, co wokó³ podskakuje, lata, toczy siê,
ze lizguje; ogólnie mówi¹c, nie pozostaje w spoczynku. „Fizyka dla programistów gier”
ma byæ punktem startowym dla osób zainteresowanych zapewnieniem tworzonym grom
realistycznego dzia³ania opartego na stosowaniu zasad fizyki.
Czê æ pierwsza to przegl¹d podstawowych koncepcji mechaniki ³¹cznie z pewnymi
aspektami i problemami dynamiki cia³ sztywnych, w tym kinematyki, si³ i kinetyki.
W czê ci drugiej te koncepcje zostan¹ zastosowane do wybranych zagadnieñ wiata
rzeczywistego, np. lotu pocisków i samolotów oraz ruchu ³odzi i samochodów.
Czê æ trzecia wprowadza symulacje w czasie rzeczywistym i pokazuje ich zastosowanie
w grach komputerowych. Oto kilka elementów gier w których realizm znacznie wzrasta
po zastosowaniu prawa fizyki:
• trajektorie rakiet i pocisków, w³¹czaj¹c w to efekt zu¿ywania paliwa,
• zderzenia obiektów, na przyk³ad kul bilardowych,
• stabilno æ samochodów na ostrych zakrêtach podczas wy cigów,
• dynamika ³odzi i innych pojazdów p³ywaj¹cych,
• tor lotu pi³ki baseballowej po uderzeniu kijem,
• charakterystyki lotu samolotów,
• tor lotu karty do gry wrzucanej do kapelusza.
„Fizyka dla programistów gier” nie jest przeznaczona dla ekspertów w dziedzinie fizyki,
jednak¿e autor za³o¿y³ podstawow¹ znajomo æ tej dziedziny na poziomie szko³y
redniej. Potrzebna bêdzie tak¿e znajomo æ trygonometrii, rachunku wektorowego
i macierzowego (informacje na ten temat zosta³y zawarte w dodatkach na koñcu
ksi¹¿ki). Lektura ksi¹¿ki wymaga tak¿e podstawowej znajomo ci klasycznego rachunku
ró¿niczkowego i ca³kowego.
CENNIK I INFORMACJE
ZAMÓW INFORMACJE
O NOWO CIACH
ZAMÓW CENNIK
CZYTELNIA
FRAGMENTY KSI¥¯EK ONLINE
Wydawnictwo Helion
ul. Chopina 6
44-100 Gliwice
tel. (32)230-98-63
e-mail: helion@helion.pl
5RKU VTG EK
Wstęp..................................................................................................................................7
Rozdział 1. Koncepcje podstawowe ...........................................................................15
Prawa ruchu Newtona......................................................................................................................... 15
Jednostki i miary................................................................................................................................... 16
Układ współrzędnych .......................................................................................................................... 18
Wektory .................................................................................................................................................. 19
Masa, środek masy i moment bezwładności.................................................................................... 20
Drugie prawo ruchu Newtona ........................................................................................................... 30
Tensor momentu bezwładności.......................................................................................................... 34
Rozdział 2. Kinematyka ...............................................................................................41
Wstęp ...................................................................................................................................................... 41
Prędkość i przyspieszenie ................................................................................................................... 42
Przyspieszenie stałe.............................................................................................................................. 44
Przyspieszenie zmienne....................................................................................................................... 46
Kinematyka punktu materialnego w przestrzeni dwuwymiarowej ............................................ 48
Kinematyka punktu materialnego w przestrzeni trójwymiarowej .............................................. 50
Eksplozja punktu materialnego.......................................................................................................... 59
Kinematyka ciała sztywnego .............................................................................................................. 65
Lokalny układ współrzędnych ........................................................................................................... 66
Prędkość kątowa i przyspieszenie kątowe ....................................................................................... 66
4
Spis treści
Rozdział 3. Siła ..............................................................................................................73
Wstęp ...................................................................................................................................................... 73
Pola sił .................................................................................................................................................... 74
Tarcie ...................................................................................................................................................... 75
Opór cieczy lepkiej ............................................................................................................................... 77
Uwaga o ciśnieniu ................................................................................................................................ 78
Wypór hydrostatyczny ........................................................................................................................ 79
Sprężyny i tłumienie drgań................................................................................................................. 81
Siła i moment siły ................................................................................................................................. 82
Rozdział 4. Kinetyka.....................................................................................................87
Kinetyka punktu materialnego w dwóch wymiarach .................................................................... 88
Kinetyka punktu materialnego w trzech wymiarach ..................................................................... 93
Kinetyka ciała sztywnego.................................................................................................................. 100
Rozdział 5. Zderzenia .................................................................................................105
Zależność pędu i popędu (impulsu)................................................................................................ 106
Zderzenie ............................................................................................................................................. 107
Popęd (impuls) liniowy i kątowy..................................................................................................... 114
Tarcie .................................................................................................................................................... 117
Rozdział 6. Pociski ......................................................................................................121
Proste trajektorie ................................................................................................................................. 122
Opór środowiska ................................................................................................................................ 126
Efekt Magnusa..................................................................................................................................... 134
Zmienna masa ..................................................................................................................................... 139
Rozdział 7. Samolot ....................................................................................................141
Geometria............................................................................................................................................. 142
Siła nośna i siła oporu ........................................................................................................................ 145
Inne siły ................................................................................................................................................ 149
Sterowanie............................................................................................................................................ 150
Modelowanie ....................................................................................................................................... 152
Rozdział 8. Statki ........................................................................................................167
Pływalność ........................................................................................................................................... 168
Objętość ................................................................................................................................................ 170
Opór ...................................................................................................................................................... 180
Masa wirtualna ................................................................................................................................... 183
Spis treści
5
Rozdział 9. Poduszkowiec .........................................................................................185
Zasada działania ................................................................................................................................. 185
Opór ...................................................................................................................................................... 187
Rozdział 10. Samochody.............................................................................................191
Opór ...................................................................................................................................................... 191
Moc........................................................................................................................................................ 192
Droga hamowania .............................................................................................................................. 193
Przechylenie drogi .............................................................................................................................. 194
Rozdział 11. Symulacje w czasie rzeczywistym ....................................................197
Całkowanie równań ruchu................................................................................................................ 198
Metoda Eulera ..................................................................................................................................... 200
Inne metody......................................................................................................................................... 205
Rozdział 12. Dwuwymiarowy symulator ciała sztywnego.................................211
Model.................................................................................................................................................... 212
Całkowanie .......................................................................................................................................... 219
Sterowanie lotem ................................................................................................................................ 222
Rendering............................................................................................................................................. 226
Rozdział 13. Implementacja odpowiedzi zderzenia ..............................................233
Odpowiedź zderzenia liniowego ..................................................................................................... 234
Efekty związane z ruchem obrotowym .......................................................................................... 239
Rozdział 14. Obrót ciała sztywnego........................................................................251
Macierze obrotu .................................................................................................................................. 252
Kwaterniony ........................................................................................................................................ 255
Rozdział 15. Trójwymiarowy symulator ciała sztywnego..................................259
Model.................................................................................................................................................... 260
Całkowanie .......................................................................................................................................... 264
Sterowanie lotem ................................................................................................................................ 267
Rendering............................................................................................................................................. 271
Rozdział 16. Wiele ciał w przestrzeni trójwymiarowej.......................................279
Model.................................................................................................................................................... 280
Całkowanie .......................................................................................................................................... 294
Odpowiedź zderzenia........................................................................................................................ 295
Tuning .................................................................................................................................................. 299
6
Spis treści
Rozdział 17. Układ wielu punktów materialnych ...............................................301
Model.................................................................................................................................................... 302
Całkowanie równań ruchu................................................................................................................ 311
Odpowiedź zderzenia........................................................................................................................ 312
Tuning .................................................................................................................................................. 313
Dodatek A Rachunek wektorowy .............................................................................315
Klasa Vector......................................................................................................................................... 315
Funkcje i operatory wektorowe........................................................................................................ 321
Dodatek B Rachunek macierzowy ............................................................................325
Klasa Matrix3x3................................................................................................................................... 325
Funkcje i operatory macierzowe ...................................................................................................... 330
Dodatek
C.
Rachunek kwaternionowy ....................................................................335
Klasa Quaternion ................................................................................................................................ 335
Funkcje i operatory kwaternionowe................................................................................................ 338
Bibliografia ...................................................................................................................347
Skorowidz......................................................................................................................353

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin