游戏开发中应用的数学和物理入门教程

《游戏开发中应用的数学和物理入门教程》一书由Wendy Stahler撰写，由New Riders Publishing出版，出版日期为2004年3月24日，ISBN号为0-7357-1390-1，全书共504页。该书旨在帮助游戏开发者理解基本的数学和物理概念，以便于他们能够运用当今越来越复杂的技术创造出更酷的游戏。无论你是游戏开发爱好者还是初出茅庐的游戏设计者，本书都将通过清晰、分步骤的指导，教授你所需的三角学片段、向量运算以及一维、二维和三维运动控制等知识。 ### 数学与物理在游戏开发中的应用 #### 基础数学概念 - **点和线**：游戏中的对象往往被表示为点或线段，了解点的定义、线的性质及其在碰撞检测中的应用是基础。 - **几何片段**：包括点间距离计算、抛物线、圆和球体的性质，这些对于实现游戏中的碰撞检测至关重要。 - **三角学片段**：理解度数与弧度的转换，掌握三角函数和恒等式，利用C++中的数学库进行实践操作，这些都是游戏编程中不可或缺的技能。 - **向量运算**：区分向量与标量，掌握极坐标和直角坐标之间的转换，向量加减法、点积和叉积等，这些知识对于物体的移动、旋转和缩放至关重要。 #### 物理原理 - **动力学**：掌握牛顿运动定律，理解力、加速度、速度和位移之间的关系，这对于模拟真实世界的物理效果如重力、摩擦力等至关重要。 - **碰撞检测与响应**：学习如何检测游戏中不同对象间的碰撞，并根据物理原理设计合理的碰撞反应，提升游戏的真实感。 - **刚体物理**：了解刚体的概念，学会如何处理刚体的旋转和平移，这对于创建复杂的物理环境和动态物体非常重要。 - **流体动力学**：虽然对于初学者来说可能较为复杂，但掌握基本的流体动力学概念可以帮助开发者创建更加逼真的水体、烟雾等效果。 ### 学习目标 通过本书的学习，读者将能够： - 理解并应用基本的数学和物理概念来控制和增强游戏体验。 - 掌握各种数学工具，如向量、矩阵和线性代数，以优化游戏性能和视觉效果。 - 开发物理引擎，实现更真实的游戏物理效果，如碰撞检测、刚体动力学和流体模拟。 - 通过章节练习和可视化体验部分巩固所学知识，确保理论与实践相结合。 《游戏开发中应用的数学和物理入门教程》是一本全面而实用的指南，它不仅涵盖了游戏开发中所需的基础数学和物理知识，还提供了丰富的实例和练习，帮助读者将理论知识转化为实际技能，从而创造出更精彩、更吸引人的游戏作品。无论是游戏开发新手还是希望提升技能的资深开发者，本书都是一个宝贵的学习资源。