游戏开发物理学

　　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。

　　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。

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