Fizyka dla programistów gier - statki.pdf

(1121 KB) Pobierz
C:\Andrzej\PDF\ABC nagrywania p³yt CD\1 strona.cdr
IDZ DO
PRZYK£ADOW Y ROZDZIA£
Fizyka dla
SPIS TRECI
programistów gier
KATALOG KSI¥¯EK
Autor: David M. Bourg
T³umaczenie: Krzysztof Mas³owski
ISBN: 83-7361-152-5
Format: B5, stron: 360
KATALOG ONLINE
ZAMÓW DRUKOWANY KATALOG
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,
zelizguje; 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.
Czêæ pierwsza to przegl¹d podstawowych koncepcji mechaniki ³¹cznie z pewnymi
aspektami i problemami dynamiki cia³ sztywnych, w tym kinematyki, si³ i kinetyki.
W czêci drugiej te koncepcje zostan¹ zastosowane do wybranych zagadnieñ wiata
rzeczywistego, np. lotu pocisków i samolotów oraz ruchu ³odzi i samochodów.
Czêæ 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,
• stabilnoæ samochodów na ostrych zakrêtach podczas wycigów,
• 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 znajomoæ tej dziedziny na poziomie szko³y
redniej. Potrzebna bêdzie tak¿e znajomoæ trygonometrii, rachunku wektorowego
i macierzowego (informacje na ten temat zosta³y zawarte w dodatkach na koñcu
ksi¹¿ki). Lektura ksi¹¿ki wymaga tak¿e podstawowej znajomoci klasycznego rachunku
ró¿niczkowego i ca³kowego.
CENNIK I INFORMACJE
ZAMÓW INFORMACJE
O NOWOCIACH
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
10136684.001.png 10136684.002.png 10136684.003.png
Wstp..................................................................................................................................7
Rozdział 1. Koncepcje podstawowe...........................................................................15
Prawa ruchu Newtona.........................................................................................................................15
Jednostki i miary...................................................................................................................................16
Układ współrzdnych..........................................................................................................................18
Wektory..................................................................................................................................................19
Masa, $rodek masy i moment bezwładno$ci....................................................................................20
Drugie prawo ruchu Newtona...........................................................................................................30
Tensor momentu bezwładno$ci..........................................................................................................34
Rozdział 2. Kinematyka...............................................................................................41
Wstp......................................................................................................................................................41
Prdko$- 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 współrzdnych...........................................................................................................66
Prdko$- k3towa i przyspieszenie k3towe.......................................................................................66
 
4
Spis treci
Rozdział 3. Siła..............................................................................................................73
Wstp......................................................................................................................................................73
Pola sił....................................................................................................................................................74
Tarcie......................................................................................................................................................75
Opór cieczy lepkiej...............................................................................................................................77
Uwaga o ci$nieniu................................................................................................................................78
Wypór hydrostatyczny........................................................................................................................79
Spr7yny i tłumienie drga8.................................................................................................................81
Siła i moment siły.................................................................................................................................82
Rozdział 4. Kinetyka.....................................................................................................87
Kinetyka punktu materialnego w dwóch wymiarach....................................................................88
Kinetyka punktu materialnego w trzech wymiarach.....................................................................93
Kinetyka ciała sztywnego..................................................................................................................100
Rozdział 5. Zderzenia .................................................................................................105
Zale7no$- pdu i popdu (impulsu)................................................................................................106
Zderzenie.............................................................................................................................................107
Popd (impuls) liniowy i k3towy.....................................................................................................114
Tarcie....................................................................................................................................................117
Rozdział 6. Pociski......................................................................................................121
Proste trajektorie.................................................................................................................................122
Opór $rodowiska................................................................................................................................126
Efekt Magnusa.....................................................................................................................................134
Zmienna masa.....................................................................................................................................139
Rozdział 7. Samolot....................................................................................................141
Geometria.............................................................................................................................................142
Siła no$na i siła oporu........................................................................................................................145
Inne siły................................................................................................................................................149
Sterowanie............................................................................................................................................150
Modelowanie.......................................................................................................................................152
Rozdział 8. Statki........................................................................................................167
Pływalno$-...........................................................................................................................................168
Objto$-................................................................................................................................................170
Opór......................................................................................................................................................180
Masa wirtualna...................................................................................................................................183
Spis treci
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 równa8 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
OdpowiedA zderzenia liniowego.....................................................................................................234
Efekty zwi3zane 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
OdpowiedA zderzenia........................................................................................................................295
Tuning..................................................................................................................................................299
6
Spis treci
Rozdział 17. Układ wielu punktów materialnych...............................................301
Model....................................................................................................................................................302
Całkowanie równa8 ruchu................................................................................................................311
OdpowiedA 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
Rachunek kwaternionowy....................................................................335
Klasa Quaternion................................................................................................................................335
Funkcje i operatory kwaternionowe................................................................................................338
C.
Bibliografia...................................................................................................................347
Skorowidz......................................................................................................................353
Zgłoś jeśli naruszono regulamin