GamePhysicsCookbook
1.0.0
Este livro é um guia completo para os jogos de álgebra linear e detecção de colisões comumente usados, mas apenas aborda brevemente o tópico de resolução de colisões (Física). O livro está estruturado da seguinte forma:
Todos os tópicos abordados neste livro são usados para construir progressivamente um motor de física de corpo rígido. Os três capítulos finais (14, 15 e 16) implementam física de partículas, física de corpo rígido e física de corpo mole (tecido). É fornecido um apêndice que cobre brevemente tópicos avançados, recursos para explorar esses tópicos, bem como recursos adicionais para explorar a física do jogo.
Algumas das figuras criadas para o livro não foram bem traduzidas para impressão. Para resolver isso, incluí todas as figuras do livro neste repositório e publiquei as figuras online em: https://github.com/gamephysicscookbook/Figures
Os três primeiros capítulos do livro são dedicados ao ensino da álgebra linear básica necessária para o desenvolvimento de jogos. Cada conceito é explicado em um contexto matemático, o código-fonte é fornecido para cada conceito e também são fornecidas imagens quando algo pode ser explorado visualmente. Ao longo dos três primeiros capítulos são criadas as seguintes estruturas de dados:
vec2 )vec3 )mat2 )mat3 )mat4 )Quando possível, as operações matriciais são implementadas de forma genérica. Por exemplo, é fornecido código para multiplicar duas matrizes de tamanhos arbitrários.
As seguintes interseções são abordadas no livro:
| Apontar | Linha | Raio | Esfera | AABB | OBB | Avião | Triângulo | Tronco | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Apontar |  | | | | | | | |  |
| Linha | | | | | | | | | |
| Raio | | | | | | | | | |
| Esfera | | | | | | | | | |
| AABB | | | | | | | | | |
| OBB | | | | | | | | | |
| Avião | | | | | | | | | |
| Triângulo | | | | | | | | | |
| Tronco | | | | | | | | | |
O Capítulo 14 cobre a física de partículas ingênua. Este capítulo pretende ser uma introdução à configuração de um loop de física e à consideração do formato geral de um loop de física. O Capítulo 15 é o capítulo mais interessante, pois implementa um mecanismo básico de física de corpo rígido. O mecanismo básico possui suporte para caixas e esferas orientadas, o empilhamento pode funcionar, mas não é suportado diretamente. O Capítulo 16 aborda molas e como elas podem ser usadas para implementar a física de corpos moles. A demonstração final do livro é uma demonstração de física de tecido e corpo mole.
Sendo este meu primeiro livro, aprendi muito sobre o processo de escrita; talvez ainda mais sobre planejamento. A seguir está uma lista de coisas que descobri enquanto escrevia este livro e que não planejei adequadamente:
Quatérnios : Ter um quatérnio é obrigatório! Planejei escrever o livro usando rotações de Euler e matrizes de rotação. Embora isso funcionasse, ter acesso aos quatérnios teria tornado a vida muito mais fácil.
Planos : As interseções de planos não devem retornar um valor booleano, devem classificar a interseção como: atrás, cruzando, na frente. De preferência, se o cruzamento estiver na frente ou atrás, você deseja retornar alguma indicação de distância. Isso se torna muito útil ao selecionar Frustum. Eu não sabia o quão aprofundado iria escrever sobre frustums, então decidi fazer interseções booleanas simples.
Raycasting : eu deveria ter escrito raycasts para retornar um resultado de raycast desde o início. Mais tarde, ter que voltar e reescrever a API de raycasting acabou sendo mais complicado de expressar em texto do que eu esperava. A ideia por trás disso foi manter as coisas simples no início e complicar apenas quando necessário.
Existem vários problemas na implementação física do código-fonte. Essas questões decorrem do fato de que a parte física deste livro teve que ser condensada em três capítulos. Simplesmente não houve tempo suficiente para cobrir tudo o que era necessário para criar um sistema robusto de física de corpo rígido. O maior problema do motor é o fato de não haver Árbitro .
Sem um árbitro, não podemos construir um solucionador de impulso sequencial. Isso nos deixa com um solucionador de impulsos bastante ingênuo. O problema é que os impulsos são resolvidos por contato por quadro. Isso causa deslizamento excessivo. Compensei a falta de impulso sequencial com projeção linear e polarização agressiva de friciton. Os mecanismos de física mais antigos fazem algo semelhante, contando com um sono forte para mascarar o problema. Escusado será dizer que dormir não foi implementado.
Se eu tiver a oportunidade de escrever uma segunda edição deste livro, removerei os capítulos sobre colisões bidimensionais (capítulos 4, 5 e 6) e reduzirei a contagem de páginas dos capítulos sobre gerenciamento de cena. Pretendo usar as páginas extras para cobrir os seguintes tópicos:
