刚体和粒子系统动态仿真指南

　　《刚体和粒子系统动态仿真指南》力求深入介绍非常常见的仿真引擎，而不是罗列基于物理的建模这一广泛领域里所有类型的仿真引擎。《刚体和粒子系统动态仿真指南》所介绍的仿真引擎将广义的、基于物理的建模限制、在特定的情况下交互作用的物体作为粒子或刚体。《刚体和粒子系统动态仿真指南》全面介绍了针对粒子和刚体系统产生逼真仿真与动画所需的技术。它关注开发和实现基于物理的动态仿真引擎的理论与实践层面，这些引擎可用于生成包括粒子和刚体这些物理事件的逼真动画，如桥梁的拆除或垃圾四处散落的建筑工地；也可用于机械系统的精确仿真，如自动送料机，传送带上设计了准确定位零件的专用格栅，当零件落在传送带上撞到格栅时，零件将自动定位和对齐。

　　Murilo G. Coutinho，1996年在美国洛杉矶南加州大学获计算机科学硕士学位，1996年获电气工程博士学位，2013-2015年在南加州大学马歇尔商学院获EMBA学位，出版专著2本，曾在南加州大学信息科学研究所任研究科学家、洛杉矶索尼影业公司任首席软件工程师、华特迪斯尼动画工作室任高级软件工程师等职。2015年创办了FitURight有限责任公司。2018年至今在德州休斯顿AI foundation公司任软件工程总监。姚寿文，男，汉族，博士，副教授，硕士生导师。编著教材4本，发表论文40余篇，发明专利申请8项，授权4项。2007年获国家科学技术进步二等奖1项（排名10）。姚泽源（Zeyuan Yao），男，满族，就读于美国康涅狄格州的Canterbury School。舒用杰，男，汉族，就读于北京理工大学。

第1部分 动态仿真
1 动态仿真
1．1 简介
1．2 粒子和刚体系统
1．3 仿真概述
1．4 计算效率的实现
1．4．1 渲染引擎接口
1．4．2 移动物体
1．4．3 碰撞检测
1．4．4 非凸体碰撞时间的计算
1．4．5 稀疏或快速移动非凸体碰撞时间的计算
1．4．6 凸体碰撞时间的计算
1．4．7 稀疏或快速移动凸体碰撞时间的计算
1．4．8 碰撞求解
1．5 读者指南
1．6 练习
2 三维多面体的层次表达
2．1 简介
2．2 物体的层次表达
2．2．1 轴向包围盒
2．2．2 方向包围盒
2．2．3 包围球
2．2．4 凸包
2．3 连续碰撞检测的层次表达
2．4 被仿真世界的层次表达
2．4．1 均匀网格
2．4．2 多层网格
2．4．3 连续碰撞检测的包围盒
2．5 不同层次表达之间的碰撞检测
2．5．1 层次间相交检测
2．5．2 层次自相交检测
2．5．3 四方体间相交检测
2．5．4 球体间相交检测
2．5．5 三角形间相交检测
2．5．6 四方体一球体相交检测
2．5．7 四方体一三角形相交检测
2．5．8 球体一三角形相交检测
2．5．9 线段一球体相交检测
2．5．10 线段一三角形相交检测
2．5．11 线段一四方体相交检测
2．5．12 点在三角形内和边一边相交检测
2．5．13 点在物体内检测
2．5．14 顶点在物体内检测
2．5．15 连续三角形间相交检测
2．5．16 连续球体间相交检测
2．5．17 连续四方体间相交检测
2．6 注释和评论
2．7 练习
参考文献
3 粒子系统
3．1 简介
3．2 粒子动力学
3．3 基本交互作用力
3．3．1 重力
3．3．2 黏性阻力
3．3．3 阻尼弹簧
3．3．4 依赖于空间的作用力
3．3．5 用户交互作用力
3．4 碰撞检测
3．4．1 粒子间碰撞
3．4．2 粒子一刚体碰撞
3．5 粒子间的碰撞响应
3．5．1 计算单一碰撞的冲力
3．5．2 计算多个同时碰撞的冲力
3．5．3 计算单一接触的接触力
3．5．4 计算多个接触的接触力
3．6 粒子一刚体碰撞响应
3．6．1 计算冲力
3．6．2 计算接触力
3．7 专业粒子系统
3．7．1 粒子发射器
3．7．2 用户可定义的参数
3．8 光滑粒子流体动力学概况
3．9 注释和评论
3．10 练习
参考文献
……
第2部分 数学工具