游戏开发物理学

游戏开发物理学
作 者: (美)David M.Bourg著;O'reilly Taiwan公司译;O'Reilly译
出版社: 电子工业出版社
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作者简介

  David M.Bourg,在担任造船师及航海工程师时,曾经完成电脑模拟和研发分析工具程序,可测量舰艇的性能和计算舰艇在运动时水波的影响。他还教授大专的船体设计、建造和分析等相关课程。David也在高中讲授造船及软体开发等主题的课程。除了有工程实际的背景之外,他也在自己的公司从事专业的电脑游戏研发和咨询工作。现在参与的项目有大型的多人线上角色扮演游戏。以Java写成的多人游戏,以及许多Macintosh移植到PC的游戏。此外,David目前也在攻读工程及应用科学系的博士学位。

内容简介

撞球、导弹弹道、高速赛车的转达弯动力,等等——应用正确的物理定律可逼真地模拟游戏中任何弹跳、飞行、翻滚、滑行工非静止的物体,创建真实可信的游戏、动画内容。对于那些想增加物理真实度的游戏开发人员,本书乃绝佳的参考书。第一部分是复习基本概念及讨论刚体动力学的机械力学初级课程:第二部分将这些概念应用以现实生活的问题上,诸如抛射体、船舰、飞机与汽车;第三部分介绍实时模拟器并示例如何将它们应用到电脑游戏中。许多特定游戏的元素都需要实际物理的模拟才能达到真实的效果,包括:·火箭与导弹弹道,包括燃料消耗的影响·物体的碰撞,如撞球·急转弯道的汽车稳定度·船舰与浮于水面的交通工具的动力学·棒球被球棒击打出去的飞行路径·飞机的飞行特性阅读本书之前,你不必是物理专家,但作者假设非物理及非工程学系的读者需有大专程度的经典物理学知识。读者应熟悉三角函数、向量与矩阵运算(可参阅附录,其中有相关的参考公式与特性说明),并且需有大专程序的微积分(包括显函数的微分和积分)知识。

图书目录

前言 1

第一章 基本概念 9

牛顿运动定律 9

单位与计量 10

坐标系 12

向量 13

质量、质心与转动惯量 13

牛顿第二运动定律 23

惯性张量 27

第二章 运动学 32

简介 32

速度与加速度 33

定加速度 35

不定加速度 37

2D粒子运动学 38

3D 粒子运动学 40

粒子爆炸的运动学 50

刚体运动学 55

局部坐标轴 56

角速度及加速度 57

第三章 作用力 63

简介 63

力场 64

摩擦力 65

流体动阻力 66

压强 68

浮力 68

弹簧和阻尼 70

力与力矩 71

第四章 动力学 75

2D的粒子动力学 76

3D粒子动力学 81

刚体动力学 88

第五章 碰撞 93

冲量/动量定律 94

撞击 95

线性及角冲量 100

摩擦力 103

第六章 抛体 106

基本的抛体轨道 107

阻力 111

马格那斯效应 118

变动质量 123

第七章 飞机 125

几何形状 127

升力与阻力 128

其他的作用力 133

控制 134

飞行模拟 135

第八章 船舰 149

漂浮 150

体积 152

阻力 162

虚质量 164

第九章 气垫船 166

运作原理 166

阻力 168

第十章 汽车运动 171

阻力 171

功率 172

刹车距离 173

道路边坡 174

第十一章 即时模拟 176

运动方程的积分 177

欧拉法 178

其他的方法 184

第十二章 2D刚体模拟器 188

模型 189

积分函数 195

飞行控制 198

绘图 202

第十三章 碰撞反应实现 209

线性碰撞反应 210

角运动 215

第十四章 刚体的转动 227

旋转矩阵法 228

四元数法 231

第十五章 3D刚体模拟器 233

模型 234

积分函数 238

飞行控制 241

绘图 245

第十六章 3D多重物体模拟 252

模型 253

积分函数 267

碰撞反应 269

参数调整 272

第十七章 粒子系统 274

模型 274

积分函数 284

碰撞反应 285

参数调整 286

附录一 向量的运算 289

附录二 矩阵的运算 299

附录三 四元数的运算 308

参考文献 319

索引 325