wprowadzenie do fizyki w grach, ebooki

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Spis treci
O autorach .................................................................................................................. 17
O recenzencie technicznym książki .......................................................................... 17
O twórcy grafiki na okładce książki .......................................................................... 18
Podziękowania ........................................................................................................... 18
Przedmowa ................................................................................................................. 19
Część I. Podstawy ....................................................................................................... 23
Rozdział 1. Wprowadzenie do oprogramowywania zjawisk fizycznych ................ 25
Po co modeluje się zjawiska fizyczne? ..................................................................................................... 25
Uzyskanie realistycznie wyglądających efektów ........................................................................... 26
Tworzenie realistycznie wyglądających gier ................................................................................... 26
Tworzenie symulacji i modeli ............................................................................................................... 26
Tworzenie dzieł sztuki ............................................................................................................................. 27
Czy nie wystarczy użyć biblioteki fizycznej? ...................................................................................27
Czym jest fizyka? .............................................................................................................................................. 28
Wszystko wokół nas podlega prawom fizyki .................................................................................. 29
Prawa i zasady fizyki można zapisać za pomocą równań matematycznych ....................... 29
Opisywanie ruchu ciała ........................................................................................................................... 29
Oprogramowywanie zjawisk fizycznych ................................................................................................. 30
Na czym polega różnica między animacją a symulacją? ............................................................ 30
Prawa fizyki są proste ............................................................................................................................... 31
Dlatego można w prosty sposób zapisać je w postaci kodu! ................................................... 31
Cztery kroki oprogramowywania fizyki ............................................................................................ 31
Prosty przykład ................................................................................................................................................. 32
Odbijająca się piłka — opis fizyczny .................................................................................................. 32
Opisanie kodem ruchu piłki w dwóch wymiarach ........................................................................ 33
Podsumowanie ................................................................................................................................................. 35
Rozdział 2. Programowanie w języku ActionScript 3.0
— wybrane zagadnienia ....................................................................... 37
Klasy w języku ActionScript 3.0 .................................................................................................................. 38
Klasy i obiekty ............................................................................................................................................. 39
Budowa klasy w AS3.0 ............................................................................................................................. 39
Funkcje, metody i konstruktory ........................................................................................................... 40
Właściwości ................................................................................................................................................. 40
5
Spis treci
Statyczne metody i statyczne właściwości ...................................................................................... 41
Dziedziczenie .............................................................................................................................................. 41
Podstawy programowania w języku skryptowym ActionScript 3.0 ............................................. 42
Zmienne i stałe ........................................................................................................................................... 42
Typy danych ................................................................................................................................................ 43
Operatory ..................................................................................................................................................... 46
Klasa Math .................................................................................................................................................... 47
Logika ............................................................................................................................................................ 48
Pętle ............................................................................................................................................................... 49
Zdarzenia w języku ActionScript 3.0 ......................................................................................................... 51
Procedury wykrywające wystąpienie zdarzenia i obsługujące zdarzenie ........................... 51
Zdarzenia w działaniach użytkownika .............................................................................................. 52
Przeciągnij i upuść .................................................................................................................................... 52
Układ współrzędnych we Flashu ................................................................................................................ 53
Współrzędne w dwóch wymiarach .................................................................................................... 53
Układ trójwymiarowy we Flashu ......................................................................................................... 54
Graficzny interfejs programowania Flasha ............................................................................................. 56
Rysowanie prostych i krzywych ........................................................................................................... 56
Wypełnienia i gradienty .......................................................................................................................... 57
Przykład — piłka wewnątrz pudełka .................................................................................................. 58
Tworzenie animacji za pomocą kodu ....................................................................................................... 60
Wbudowane odliczanie klatek w roli zegara .................................................................................. 60
Praca z klasą Timer .................................................................................................................................... 61
Wyznaczanie upływu czasu za pomocą funkcji getTimer() ....................................................... 62
Przygotowywanie danych do wykonania animacji ...................................................................... 64
Wykrywanie zderzeń ...................................................................................................................................... 65
Praca z metodą hitTestObject() ........................................................................................................... 65
Praca z metodą hitTestPoint() .............................................................................................................. 65
Wykrywanie zderzeń na podstawie wyznaczania odległości ................................................... 65
Złożone algorytmy wykrywania zderzeń ......................................................................................... 67
Podsumowanie ................................................................................................................................................. 67
Rozdział 3. Nieco podstaw z matematyki ................................................................. 69
Układ współrzędnych i proste wykresy ................................................................................................... 70
Narzędzie rysujące — klasa Graph ..................................................................................................... 70
Tworzenie wykresów funkcji za pomocą klasy Graph ................................................................. 71
Proste ............................................................................................................................................................. 73
Wykresy wielomianów ............................................................................................................................ 73
Wzrost i zanik — funkcje wykładnicze i logarytmiczne .............................................................. 74
Wprawianie obiektu w ruch wzdłuż krzywej .................................................................................. 76
Odległość pomiędzy dwoma punktami ........................................................................................... 82
6
Spis treci
Podstawy trygonometrii ............................................................................................................................... 83
Stopnie i radiany ........................................................................................................................................ 84
Funkcja sinus ............................................................................................................................................... 84
Funkcja cosinus .......................................................................................................................................... 85
Funkcja tangens ......................................................................................................................................... 87
Funkcje cyklometryczne ......................................................................................................................... 88
Funkcje trygonometryczne w animacjach ...................................................................................... 89
Wektory i podstawy algebry wektorowej ............................................................................................... 93
Czym są wektory? ...................................................................................................................................... 93
Wektory i skalary ........................................................................................................................................ 94
Sumowanie wektorów ............................................................................................................................ 94
Rozkładanie wektorów na składowe ................................................................................................. 96
Mnożenie wektorów — iloczyn skalarny ......................................................................................... 98
Mnożenie wektorów — iloczyn wektorowy ................................................................................... 99
Algebra wektorów w klasie Vector2D .............................................................................................100
Podstawy rachunku różniczkowo-całkowego ....................................................................................102
Kąt nachylenia, czyli gradient .............................................................................................................102
Tempo zmian — pochodna ................................................................................................................104
Sumowanie — całki ................................................................................................................................108
Podsumowanie ...............................................................................................................................................110
Rozdział 4. Podstawy fizyki .....................................................................................111
Podstawowe pojęcia z dziedziny fizyki i stosowane zapisy ...........................................................112
Wielkości fizyczne i ich jednostki ......................................................................................................112
Notacja naukowa .....................................................................................................................................112
Cząstki i pozostałe obiekty fizyczne ........................................................................................................113
Czym jest cząstka? ...................................................................................................................................114
Właściwości cząstek ...............................................................................................................................114
Tworzenie klasy Particle ........................................................................................................................115
Przesuwanie cząstek — klasa Mover ...............................................................................................118
Rozwijanie klasy Particle .......................................................................................................................120
Opisywanie ruchu — kinematyka ...........................................................................................................124
Idee — przemieszczenie, prędkość, szybkość i przyśpieszenie .............................................124
Dodawanie wielkości wektorowych ................................................................................................127
Ilustrowanie ruchu na wykresach .....................................................................................................128
Równania ruchu jednostajnie przyśpieszonego .........................................................................128
Przykład zastosowania równań ruchu — lot pocisku ................................................................130
Inne pojęcia związane z ruchem — bezwładność, masa i pęd ..............................................133
Przewidywanie ruchu ciała — siły i dynamika ....................................................................................134
Siła — przyczyna ruchu .........................................................................................................................134
Zależność łącząca siłę, masę i przyśpieszenie ..............................................................................135
7
Spis treci
Rodzaje sił ..................................................................................................................................................135
Rozkładanie sił — składanie wektorów i siła wypadkowa .......................................................136
Siły w stanie równowagi .......................................................................................................................138
Przykład — spadające ciało .................................................................................................................139
Energia ...............................................................................................................................................................142
Pojęcie pracy w fizyce ............................................................................................................................143
Zdolność do wykonania pracy — energia .....................................................................................144
Przekazywanie, przekształcanie i zachowanie energii ..............................................................144
Energia potencjalna i energia kinetyczna ......................................................................................145
Moc ...............................................................................................................................................................146
Przykład — prosta symulacja „samochodu” .................................................................................147
Podsumowanie ...............................................................................................................................................150
Część II. Cząstki, siły i ruch .......................................................................................151
Rozdział 5. Zasady rządzące ruchem ......................................................................153
Zasady dynamiki Newtona .........................................................................................................................154
Pierwsza zasada dynamiki Newtona (N1) ......................................................................................154
Druga zasada dynamiki Newtona (N2) ............................................................................................155
Trzecia zasada dynamiki Newtona (N3) ..........................................................................................157
Stosowanie zasad dynamiki Newtona ...................................................................................................158
Ogólna metoda pracy z równaniem F = m·a .................................................................................158
Klasa Forcer ...............................................................................................................................................158
Klasa Forces ...............................................................................................................................................159
Prosty przykład — lot pocisku w powietrzu ..................................................................................160
Bardziej złożony przykład — pływająca piłka ...............................................................................162
Różniczkowa postać drugiej zasady dynamiki Newtona ................................................................164
Co kryje się za wzorem F = m·a? ........................................................................................................165
Przykład — ponownie spadające ciało ...........................................................................................166
Zasada zachowania energii ........................................................................................................................167
Zasada zachowania energii mechanicznej ....................................................................................168
Przykład — zmiany energii w czasie lotu pocisku ......................................................................168
Zasada zachowania pędu ...........................................................................................................................171
Przykład — zderzenie dwóch cząstek w jednym wymiarze ....................................................173
Zasady obowiązujące w ruchu obrotowym ........................................................................................175
Podsumowanie ...............................................................................................................................................175
Rozdział 6. Grawitacja, orbity i statki kosmiczne ..................................................177
Grawitacja .........................................................................................................................................................177
Grawitacja, ciężar i masa .......................................................................................................................178
Prawo powszechnego ciążenia ..........................................................................................................178
Przygotowanie funkcji gravity ............................................................................................................179
8
[ Pobierz całość w formacie PDF ]